/// <summary>
/// Получить вершину на удаление из клики
/// </summary>
/// <param name="graph">Граф</param>
/// <param name="clique">Клика</param>
/// <param name="oneMissing">Список возможных вершин на удаление</param>
/// <returns></returns>
static int GetNodeToDrop(MyGraph graph, List <int> clique, List <int> oneMissing)
{
//Если в клике всего одна вершина - ее и вернем
if (clique.Count == 1)
{
return(clique[0]);
}
int maxCount = 0;
for (int i = 0; i < clique.Count; ++i)
{
int currCliqueNode = clique[i];
int countNotAdjacent = 0;
//Подсчитаем количество не связанных между собой вершин
for (int j = 0; j < oneMissing.Count; ++j)
{
int currOneMissingNode = oneMissing[j];
if (graph.AreAdjacent(currCliqueNode,
currOneMissingNode) == false)
{
++countNotAdjacent;
}
}
if (countNotAdjacent > maxCount)
{
maxCount = countNotAdjacent;
}
}
List <int> candidates = new List <int>();
for (int i = 0; i < clique.Count; ++i)
{
int currCliqueNode = clique[i];
int countNotAdjacent = 0;
for (int j = 0; j < oneMissing.Count; ++j)
{
int currOneMissingNode = oneMissing[j];
if (graph.AreAdjacent(currCliqueNode,
currOneMissingNode) == false)
{
++countNotAdjacent;
}
}
//Если количество пропусков ребер у данной вершины равно максимуму по списку вершин на удаление - добавим эту вершину в список кандидатов на удаление
if (countNotAdjacent == maxCount)
{
candidates.Add(currCliqueNode);
}
}
//Вернем случайную вершину из списка кандидатов на удаление
return(candidates[random.Next(0, candidates.Count)]);
} // GetNodeToDrop
/// <summary>
/// Получить вершину на добавление к клике
/// </summary>
/// <param name="graph"></param>
/// <param name="possibleAdd">Список возможных вершин на добавление</param>
/// <returns></returns>
static int GetNodeToAdd(MyGraph graph, List <int> possibleAdd, List <int> clique)
{
//Если возможная вершина всего одна - ее и вернем
if (possibleAdd.Count == 1)
{
return(possibleAdd[0]);
}
int maxDegree = 0;
List <int> candidates = new List <int>();
possibleAdd.ForEach(c =>
{
int degreeOfCurrentNode = 0;
//Вычислим, со сколькими вершинами из списка возможных связана текущая выбранная вершина
possibleAdd.ForEach(v =>
{
if (graph.AreAdjacent(c, v) == true)
{
++degreeOfCurrentNode;
}
});
//Таким образом получим максимальное значение связанности для вершин из списка возможных
if (degreeOfCurrentNode > maxDegree)
{
maxDegree = degreeOfCurrentNode;
}
});
//Пройдем по списку возможных вершин и добавим в список кандидатов те из них, для которых степень связанности равна максимальной связанности в данном списке
possibleAdd.ForEach(c =>
{
int degreeOfCurrentNode = 0;
possibleAdd.ForEach(v =>
{
if (graph.AreAdjacent(c, v) == true)
{
++degreeOfCurrentNode;
}
});
if ((degreeOfCurrentNode == maxDegree) && !(clique.Exists(x => x == c)))
{
candidates.Add(c);
}
});
if (candidates.Count().Equals(0))
{
return(-1);
}
//Вернем случайную вершину из кандидатов на добавление
return(candidates[random.Next(0, candidates.Count)]);
}
static List <int> MakeOneMissing(MyGraph graph, List <int> clique)
{
int count;
List <int> result = new List <int>();
for (int i = 0; i < graph.NumberNodes; ++i)
{
count = 0;
//Если число соседей данной вершины меньше размера клики - перейдем к рассмотрению следующей вершины
if (graph.NumberNeighbors(i) < clique.Count - 1)
{
continue;
}
//Если данная вершина уже есть в клике - перейдем к следующей вершине
if (clique.BinarySearch(i) >= 0)
{
continue;
}
//Подсчитаем количество связей данной вершины с вершинами клики
for (int j = 0; j < clique.Count; ++j)
{
if (graph.AreAdjacent(i, clique[j]))
{
++count;
}
}
if (count == clique.Count - 1)
{
result.Add(i);
}
}
return(result);
}
static void Main(string[] args)
{
try
{
graphFile = args[0];
int timeLimit = Convert.ToInt32(args[1]);
Timer myTimer = new Timer();
myTimer.Start();
myTimer.Interval = timeLimit * 1000;
startTime = DateTime.Now;
myTimer.Elapsed += MyTimer_Elapsed;
MyGraph graph = new MyGraph(graphFile, "DIMACS");
int maxTime = 100;
int targetCliqueSize = graph.NumberNodes;
//Эвристически найдем хотя бы что-то похожее на максимальную клику (в пределах 5% ошибки - чтобы вернуть, если не успеет обсчитаться основной обход)
maxClique = FindMaxClique(graph, maxTime, targetCliqueSize);
int ub = maxClique.Count;
Bound = ub;
List <List <int> > clique = new List <List <int> >();
//Сортируем вершины по числу соседей, будем вызывать алгоритм для тех вершин, у которых количество соседей наибольшее
Dictionary <int, int> nodeAndNeighbors = new Dictionary <int, int>();
for (int i = 0; i < graph.NumberNodes; ++i)
{
int numberNeighbors = graph.NumberNeighbors(i);
nodeAndNeighbors.Add(i, numberNeighbors);
}
//Сортируем вершины по уменьшению количества соседей
nodeAndNeighbors = nodeAndNeighbors.OrderByDescending(pair => pair.Value).ToDictionary(pair => pair.Key, pair => pair.Value);
List <int> colors = new List <int>()
{
1
};
//Раскраска графа
int top = (from v in nodeAndNeighbors.Keys.ToList() select v).ToList <int>()[0];
Dictionary <int, int> colorizedGraph = new Dictionary <int, int>();
//Раскрасим граф
colorizedGraph = colorize(nodeAndNeighbors.Keys.ToList <int>(), graph);
int cntr = 0;
//Зададим базовую модель
Cplex cplex = new Cplex();
IRange[][] rng = new IRange[1][];
INumVar[][] var = new INumVar[1][];
rng[0] = new IRange[graph.NumberNodes * graph.NumberNodes];
// add the objective function
double[] objvals = new double[graph.NumberNodes];
string[] varname = new string[graph.NumberNodes];
for (int i = 0; i < graph.NumberNodes; i++)
{
objvals[i] = 1.0;
varname[i] = "x" + (i + 1);
}
INumVar[] x = cplex.NumVarArray(graph.NumberNodes, 0.0, 1.0, varname);
var[0] = x;
//Ограничение, что х лежит от нуля до единицы задали при инициализации
cplex.AddMaximize(cplex.ScalProd(x, objvals));
//Получим номер максимального цвета = это количество цветов, в которые окрашен граф
//Будем иметь в виду, что количество цветов - это верхняя оценка на размер клики, а найденная эвристически клика на первом этапе - нижняя оценка.
int colorCount = colorizedGraph.Values.Max();
List <int> colorizedNodes = new List <int>();
int pointer = 1;
//Добавим ограничение, что вершины, входящие в один цветовой класс, не связаны между собой
for (int i = 1; i <= colorCount; ++i)
{
colorizedNodes = (from t in colorizedGraph where t.Value == i select t.Key).ToList <int>();
if (colorizedNodes.Count() != 1)
{
INumExpr[] constraint = new INumExpr[colorizedNodes.Count()];
int counter = 0;
colorizedNodes.ForEach(node =>
{
constraint[counter] = cplex.Prod(1.0, x[node]);
counter++;
});
rng[0][pointer] = cplex.AddLe(cplex.Sum(constraint), 1.0, "c" + (pointer));
pointer++;
}
}
for (int i = 0; i < graph.NumberNodes; i++)
{
for (int j = i + 1; j < graph.NumberNodes; j++)
{
if (!graph.AreAdjacent(i, j))
{
rng[0][pointer] = cplex.AddLe(cplex.Sum(cplex.Prod(1.0, x[i]), cplex.Prod(1.0, x[j])), 1.0, "c" + (pointer));
pointer++;
}
}
}
//------------------------------------------------------------------------
//-----Пробуем решать задачу ровно до тех пор, пока не получим клику------
//-----Помним про ограничения на размер клики-----------------------------
int countOfConstraint = colorCount;
globalClick = maxClique;
Branching(cplex, x);
cplex.End();
////Максимальная клика, которую можно найти для вершины - это количество различных цветов, в которые окрашены все ее соседи плюс она сама
//foreach (KeyValuePair<int,int> pair in nodeAndNeighbors)
//{
// List<int> neighbors = graph.GetNeighbors(pair.Key);
// neighbors.Add(pair.Key);
// var cols = (from n in colorizedGraph where neighbors.Exists(t => t == n.Key) select n.Value).Distinct().ToList<int>();
// if (cols.Count() >= Bound && cols.Count() >= globalClick.Count())
// {
// clique.Add(new List<int>());
// List<int> cur = new List<int>();
// RecursiveSearch(pair.Key, ref cur, ref neighbors, graph);
// clique[cntr] = cur;
// cntr++;
// }
//}
TimeSpan time = (DateTime.Now - startTime);
Console.WriteLine("Time to find " + time);
Console.WriteLine(globalClick.Count());
Console.WriteLine(String.Join(" ", globalClick));
WriteResults(time, globalClick, false);
}
catch (System.Exception ex)
{
Console.WriteLine("Fatal: " + ex.Message);
Console.WriteLine(ex.StackTrace);
Console.ReadKey();
}
}
