private void PrintASL(AdjVertexSortedList list, string name, Point point, int size)
{
float nameSize = graphics.MeasureString(name, smallFont).Width;
graphics.DrawString(name, smallFont, textBrush, point);
point = new Point(point.X + (int)nameSize + 1, point.Y);
foreach (Edge <VisVertex> edge in list)
{
PrintEdgeRectangle(edge, point, size);
point = new Point(point.X + size, point.Y);
}
}
public AdjVertexSortedList Union(AdjVertexSortedList list2Union, DisjointSet dsu)
{
var unionList = new AdjVertexSortedList();
while (!this.IsEmpty && !list2Union.IsEmpty)
{
if (dsu.InTheSameSet(this.MaxWeightEdge.V1Id, this.MaxWeightEdge.V2Id))
{
this.ExtractMaxWeightEdge();
}
//Удаляем из текущего списка ребра,
//у которых обе вершины входят в одну компоненту связности
else if (dsu.InTheSameSet(
list2Union.MaxWeightEdge.V1Id, list2Union.MaxWeightEdge.V2Id))
{
list2Union.ExtractMaxWeightEdge();
//Удаляем из списка для объединения ребра,
//у которых обе вершины входят в одну компоненту связности
}
else if (this.MaxWeightNode > list2Union.MaxWeightNode)
{
unionList.Add(this.ExtractMaxWeightEdge());
}
else
{
unionList.Add(list2Union.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
while (!this.IsEmpty)
{
if (dsu.InTheSameSet(this.MaxWeightEdge.V1Id, this.MaxWeightEdge.V2Id))
{
this.ExtractMaxWeightEdge();
}
else
{
unionList.Add(this.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
while (!list2Union.IsEmpty)
{
if (dsu.InTheSameSet(list2Union.MaxWeightEdge.V1Id, list2Union.MaxWeightEdge.V2Id))
{
list2Union.ExtractMaxWeightEdge();
}
else
{
unionList.Add(list2Union.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
return(unionList);
}
private void ShowAdjLists()
{
string[][] lists = AdjVertexSortedList.GetStringAdjLists(graph);
int maxLenght = GetMaxLenght();
dgvAdjMatrix.Columns.Clear();
dgvAdjMatrix.Rows.Clear();
dgvAdjMatrix.AutoSizeColumnsMode = DataGridViewAutoSizeColumnsMode.AllCells;
if (maxLenght == 0)
{
return;
}
for (int i = 0; i <= maxLenght; i++)
{
dgvAdjMatrix.Columns.Add(i.ToString(), "");
dgvAdjMatrix.Columns[i].Width = 60;
}
for (int i = 0; i < lists.Length; i++)
{
dgvAdjMatrix.Rows.Add();
dgvAdjMatrix.Rows[i].Height = 18;
}
for (int i = 0; i < lists.Length; i++)
{
for (int j = 0; j <= lists[i].Length; j++)
{
if (j == 0)
{
dgvAdjMatrix.Rows[i].Cells[j].Value = i.ToString();
dgvAdjMatrix.Rows[i].Cells[j].Style.BackColor = printer.VertexColor;
}
else
{
dgvAdjMatrix.Rows[i].Cells[j].Value = lists[i][j - 1];
}
}
}
int GetMaxLenght()
{
int max = 0;
foreach (var row in lists)
{
if (row.Length > max)
{
max = row.Length;
}
}
return(max);
}
}
public AdjVertexSortedList Union(AdjVertexSortedList list2Union, bool[] isIncluded)
{
var unionList = new AdjVertexSortedList();
while (!this.IsEmpty && !list2Union.IsEmpty)
{
if (isIncluded[this.MaxWeightNode.AdjVertexID])
{
this.ExtractMaxWeightEdge();
}
//Удаляем из текущего списка ребра,
//у которых обе вершины входят в текущую компоненту связности
else if (isIncluded[list2Union.MaxWeightNode.AdjVertexID])
{
list2Union.ExtractMaxWeightEdge();
}
//Удаляем из списка для объединения ребра,
//у которых обе вершины входят в текущую компоненту связности
else if (this.MaxWeightNode > list2Union.MaxWeightNode)
{
unionList.Add(this.ExtractMaxWeightEdge());
}
else
{
unionList.Add(list2Union.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
while (!this.IsEmpty)
{
if (isIncluded[this.MaxWeightNode.AdjVertexID])
{
this.ExtractMaxWeightEdge();
}
else
{
unionList.Add(this.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
while (!list2Union.IsEmpty)
{
if (isIncluded[list2Union.MaxWeightNode.AdjVertexID])
{
list2Union.ExtractMaxWeightEdge();
}
else
{
unionList.Add(list2Union.ExtractMaxWeightEdge());
}
}
return(unionList);
}
public void PrintDataStructuresPrim(AdjVertexSortedList[] lists,
AdjVertexSortedList mstList, int inMSTSize = 12, int aslSize = 20)
{
int width = Max(GetMaxLenght() * aslSize + 200, dataStructuresArea.Width);
int height = Max(lists.Length * aslSize + 100, dataStructuresArea.Height);
bitmap = new Bitmap(width, height);
graphics = Graphics.FromImage(bitmap);
graphics.Clear(areaBackColor);
Point point = new Point(3, 3);
PrintInMSTVertices(point, inMSTSize);
point.Offset(0, inMSTSize + 3);
PrintASL(mstList, "МОД", point, aslSize);
point.Offset(0, aslSize + 3);
for (int i = 0; i < lists.Length; i++)
{
if (lists[i].IsEmpty)
{
continue;
}
PrintASL(lists[i], i.ToString(), point, aslSize);
point.Offset(0, aslSize + 3);
}
dataStructuresArea.Image = bitmap;
int GetMaxLenght()
{
int max = 0;
foreach (var row in lists)
{
if (row.Length > max)
{
max = row.Length;
}
}
return(max);
}
int Max(int a, int b)
{
if (a > b)
{
return(a);
}
return(b);
}
}
public static Graph <VisVertex> GetMstPrim(Graph <VisVertex> graph)
{
if (!graph.IsConnected)
{
throw new Exception("Граф не связен");
}
Random rnd = new Random();
bool[] inMST = new bool[graph.Order];
//Создаем логический массив для проверки вхождения вершин в МОД
List <Vertex <VisVertex> > verticesMST = graph.VerticesClone;
//Создаем список вершин МОД
List <Edge <VisVertex> > edgesMST = new List <Edge <VisVertex> >();
//Создаем список ребер МОД
var adjVertexSortLists = GetAdjLists(graph);
//Создаем сортированные списки смежности для вершин графа
var adjVertexSortListMST = new AdjVertexSortedList();
//Создаем пустой сортированный список смежности для всего МОД
int firsrVertex = rnd.Next(0, graph.Order);
//Выбираем случайную вершину для начала построения МОД
inMST[firsrVertex] = true;
//Отмечаем произвольную вершину, как включенную в МОД
adjVertexSortListMST = adjVertexSortListMST.Union(
adjVertexSortLists[firsrVertex], inMST);
//Объединяем список смежности МОД и список смежности выбраной вершины
//(при объединении сортировка поддерживается)
for (int i = 0; i < graph.Order - 1; i++)
//Цикл для построения МОД, шагов по количеству вершин - 1
{
Edge <VisVertex> edge2Add = adjVertexSortListMST.ExtractMinWeightEdge();
//выбираем из списка смежности МОД ребро минимального веса
AddEdge(edge2Add, verticesMST, edgesMST);
//Добавляем ребро мнимального веса в МОД
inMST[edge2Add.V2Id] = true;
//Отмечаем присоединенную вершину, как включенную в МОД
adjVertexSortListMST = adjVertexSortListMST.Union(
adjVertexSortLists[edge2Add.V2Id], inMST);
//Объединяем списки смежности МОД и последней добавленной вершины
//(при этом ребра внутри МОД удаляются)
}
if (edgesMST.Count != graph.Order - 1)
{
throw new Exception("Ошибка МОД не найдено");
}
return(new Graph <VisVertex>(verticesMST, edgesMST));
}
public static AdjVertexSortedList[] GetAdjLists(Graph <VisVertex> graph)
{
var lists = new AdjVertexSortedList[graph.Order]; //Создаем массив списков смежности
for (int i = 0; i < graph.Order; i++) //Создаем сп.смеж-и для каждой вершины графа
{
lists[i] = new AdjVertexSortedList();
}
foreach (Edge <VisVertex> edge in graph.Edges)//Распределяем ребра по спискам
{
if (edge.V1Id == edge.V2Id)
{
continue; //Пропускаем петли
}
lists[edge.V1Id].Add(edge); //Добавляем ребро в список первой вершины
lists[edge.V2Id].Add(edge.Reverse());
//Добавляем ребро в список второй вершины
//(переворачиваем ребро, т.к. для второй вешины смежняая будет первая)
}
return(lists);
}
public async void PrimsAlgorithmVisAsync(Color mstColor, bool startFrom0)
{
if (!graph.IsConnected)
{
visualisator.Print("Остовное дерево не может быть построено. Граф не связен!");
visualisator.ApEndLog("Остовное дерево не может быть построено. Граф не связен!");
return;
}
form.BlockTabControl();
int mstWeight = 0;
bool[] inMST = new bool[graph.Order];
//Создаем логический массив для проверки вхождения вершин в МОД
List <Edge <VisVertex> > edgesMST = new List <Edge <VisVertex> >();
//Создаем список ребер МОД
var adjVertexSortLists = GetAdjLists(graph);
//Создаем сортированные списки смежности для вершин графа
var adjVertexSortListMST = new AdjVertexSortedList();
//Создаем пустой сортированный список смежности для всего МОД
int firsrVertex = startFrom0 ? 0 : rnd.Next(0, graph.Order);
//Выбираем случайную вершину для начала построения МОД
inMST[firsrVertex] = true;
//Отмечаем произвольную вершину, как включенную в МОД
visualisator.SetVertexColor(firsrVertex, mstColor);
visualisator.Print(startFrom0 ?
"Начиная с нулевой вершины" : "Начальная вершина выбрана произвольно");
visualisator.ApEndLog(startFrom0 ?
"Начиная с нулевой вершины" : "Произвольный выбор начальной вершины МОД.");
await Task.Delay(SleepInterval);
adjVertexSortListMST = adjVertexSortListMST.Union(
adjVertexSortLists[firsrVertex], inMST);
//Объединяем список смежности МОД и список смежности выбраной вершины
//(при объединении сортировка поддерживается)
for (int i = 0; i < graph.Order - 1; i++)
//Цикл для построения МОД, шагов по количеству вершин - 1
{
Edge <VisVertex> edge2Add = adjVertexSortListMST.ExtractMinWeightEdge();
//выбираем из списка смежности МОД ребро минимального веса
edgesMST.Add(edge2Add);
//Добавляем ребро мнимального веса в МОД
inMST[edge2Add.V2Id] = true;
//Отмечаем присоединенную вершину, как включенную в МОД
mstWeight += edge2Add.Weight;
adjVertexSortListMST = adjVertexSortListMST.Union(
adjVertexSortLists[edge2Add.V2Id], inMST);
//Объединяем списки смежности МОД и последней добавленной вершины
//(при этом ребра внутри МОД удаляются)
visualisator.ApEndLog($"Шаг {i + 1}. Выбираем ребро минимального веса, " +
$"соединяющее вершину внутри и вне МОД - {edge2Add}");
visualisator.SetEdgeColor(edge2Add, mstColor);
visualisator.SetVertexColor(edge2Add.V2Id, mstColor);
visualisator.Print($"Добавление к МОД смежного ребра минимального веса. " +
$"Всего ребер {edgesMST.Count}. Общий вес {mstWeight}.");
visualisator.PrintDataStructuresPrim(adjVertexSortLists, adjVertexSortListMST);
await Task.Delay(SleepInterval);
}
if (edgesMST.Count != graph.Order - 1)
{
throw new Exception("Ошибка МОД не найдено");
}
else
{
visualisator.Print(
$"Минимальное остовное дерево построено. Общий вес {mstWeight}.");
visualisator.ApEndLog(
$"Минимальное остовное дерево построено. Общий вес {mstWeight}.");
visualisator.PrintDataStructuresPrim(adjVertexSortLists, adjVertexSortListMST);
}
form.UnBlockTabControl();
}
public void Dispose()
{
list = null;
currentNode = null;
}
public AdjListEnumerator(AdjVertexSortedList list)
{
this.list = list;
currentNode = list.Head;
position = -1;
}
