是否可以在BGL中更改广度优先搜索终止条件？

Question

我是BGL(boost图库)的新手.我正在学习breadth_first_search接口,它看起来很方便.但是,在我的应用程序中,我需要在遇到其他一些终止条件时剪切breadth_first_search,例如搜索空间节点数满足最大值.

我可以在BFSVisitors中添加新的终止条件,还是有其他技巧？

谢谢!

Answer 1

在 @yuyoyuppe 评论之后（有点晚），您可以创建一个代理访问者，它将包装实际访问者并在满足给定谓词时抛出。discover_vertex我选择解决的实现为您提供了在和上运行谓词的能力examine_edge。首先我们定义一个总是返回 false 的默认谓词：

namespace details {

struct no_halting {
    template <typename GraphElement, typename Graph>
    bool operator()(GraphElement const&, Graph const&) {
        return false;
    }
};
} // namespace details

然后是模板本身。

template <typename VertexPredicate = details::no_halting,
          typename EdgePredicate = details::no_halting,
          typename BFSVisitor = boost::default_bfs_visitor>
struct bfs_halting_visitor : public BFSVisitor {
    // ... Actual implementation ...
private:
    VertexPredicate vpred;
    EdgePredicate epred;
};

它将需要 3 个模板参数：

1. 应用于每次调用的顶点谓词discover_vertex（每个顶点最多一次）
2. 边缘谓词，应用于每次调用examine_edge（每个边缘最多一次）
3. 我们将从中继承一个实际的访问者实现

为了构建它，我们只需初始化基本访问者和两个谓词：

template <typename VPred, typename EPred, typename ... VisArgs>
bfs_halting_visitor(VPred&& vpred, EPred&& epred, VisArgs&&... args) :
                    BFSVisitor(std::forward<VisArgs>(args)...),
                    vpred(vpred), epred(epred) {}

然后，我们必须创建一个（私有）代理函数来对基本实现执行适当的调用并检查谓词：

template <typename Pred, typename R, typename ... FArgs, typename ... Args>
void throw_on_predicate(R (BFSVisitor::*base_fct)(FArgs...), Pred&& pred, Args&&... args) {
    bool result = pred(args...);
    (this->*base_fct)(std::forward<Args>(args)...);
    if (result) {
        throw std::runtime_error("A predicate returned true");
    }
}

当然，我懒惰地使用了，std::runtime_error但您应该定义自己的异常类型，派生自std::exception或您使用的任何基本异常类。

现在我们可以轻松定义两个回调：

template <typename Edge, typename Graph>
void examine_edge(Edge&& e, Graph&& g) {
    throw_on_predicate(&BFSVisitor::template examine_edge<Edge, Graph>, epred,
                       std::forward<Edge>(e), std::forward<Graph>(g));
}

template <typename Vertex, typename Graph>
void discover_vertex(Vertex&& v, Graph&& g) {
    throw_on_predicate(&BFSVisitor::template discover_vertex<Vertex, Graph>, vpred,
                       std::forward<Vertex>(v), std::forward<Graph>(g));
}

我们将在自定义顶点谓词上测试我们的设施，该谓词在发现第 N 个顶点时返回 true。

struct VertexCounter {
    VertexCounter(std::size_t limit) : count(0), limit(limit) {}
    VertexCounter() : VertexCounter(0) {}

    template <typename V, typename G>
    bool operator()(V&&, G&&) {
        return ((++count) > limit);
    }
private:
    std::size_t count;
    std::size_t const limit;
};

要在给定图上执行 bfs，很容易：

Graph graph = get_graph();
Vertex start_vertex;
bfs_halting_visitor<VertexCounter> vis(VertexCounter(2), details::no_halting());
try {
    boost::breadth_first_search(graph, start_vertex, boost::visitor(vis));
} catch (std::runtime_error& e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;
}

Coliru 上的现场演示可帮助您了解所有功能的实际情况。