liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
// Copyright 2004-2006 The Trustees of Indiana University.
 
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
// (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
// http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
 
//  Authors: Douglas Gregor
//           Andrew Lumsdaine
#ifndef BOOST_GRAPH_PLOD_GENERATOR_HPP
#define BOOST_GRAPH_PLOD_GENERATOR_HPP
 
#include <iterator>
#include <utility>
#include <boost/random/uniform_int.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/graph/graph_traits.hpp>
#include <vector>
#include <map>
#include <boost/config/no_tr1/cmath.hpp>
#include <boost/mpl/if.hpp>
 
namespace boost
{
template < typename RandomGenerator > class out_directed_plod_iterator
{
public:
    typedef std::forward_iterator_tag iterator_category;
    typedef std::pair< std::size_t, std::size_t > value_type;
    typedef const value_type& reference;
    typedef const value_type* pointer;
    typedef std::ptrdiff_t difference_type;
 
    out_directed_plod_iterator() : gen(0), at_end(true) {}
 
    out_directed_plod_iterator(RandomGenerator& gen, std::size_t n,
        double alpha, double beta, bool allow_self_loops)
    : gen(&gen)
    , n(n)
    , alpha(alpha)
    , beta(beta)
    , allow_self_loops(allow_self_loops)
    , at_end(false)
    , degree(0)
    , current(0, 0)
    {
        using std::pow;
 
        uniform_int< std::size_t > x(0, n - 1);
        std::size_t xv = x(gen);
        degree = (xv == 0 ? 0 : std::size_t(beta * pow(xv, -alpha)));
    }
 
    reference operator*() const { return current; }
    pointer operator->() const { return &current; }
 
    out_directed_plod_iterator& operator++()
    {
        using std::pow;
 
        uniform_int< std::size_t > x(0, n - 1);
 
        // Continue stepping through source nodes until the
        // (out)degree is > 0
        while (degree == 0)
        {
            // Step to the next source node. If we've gone past the
            // number of nodes we're responsible for, we're done.
            if (++current.first >= n)
            {
                at_end = true;
                return *this;
            }
 
            std::size_t xv = x(*gen);
            degree = (xv == 0 ? 0 : std::size_t(beta * pow(xv, -alpha)));
        }
 
        do
        {
            current.second = x(*gen);
        } while (current.first == current.second && !allow_self_loops);
        --degree;
 
        return *this;
    }
 
    out_directed_plod_iterator operator++(int)
    {
        out_directed_plod_iterator temp(*this);
        ++(*this);
        return temp;
    }
 
    bool operator==(const out_directed_plod_iterator& other) const
    {
        return at_end == other.at_end;
    }
 
    bool operator!=(const out_directed_plod_iterator& other) const
    {
        return !(*this == other);
    }
 
private:
    RandomGenerator* gen;
    std::size_t n;
    double alpha;
    double beta;
    bool allow_self_loops;
    bool at_end;
    std::size_t degree;
    value_type current;
};
 
template < typename RandomGenerator > class undirected_plod_iterator
{
    typedef std::vector< std::pair< std::size_t, std::size_t > > out_degrees_t;
 
public:
    typedef std::input_iterator_tag iterator_category;
    typedef std::pair< std::size_t, std::size_t > value_type;
    typedef const value_type& reference;
    typedef const value_type* pointer;
    typedef std::ptrdiff_t difference_type;
 
    undirected_plod_iterator()
    : gen(0), out_degrees(), degrees_left(0), allow_self_loops(false)
    {
    }
 
    undirected_plod_iterator(RandomGenerator& gen, std::size_t n, double alpha,
        double beta, bool allow_self_loops = false)
    : gen(&gen)
    , n(n)
    , out_degrees(new out_degrees_t)
    , degrees_left(0)
    , allow_self_loops(allow_self_loops)
    {
        using std::pow;
 
        uniform_int< std::size_t > x(0, n - 1);
        for (std::size_t i = 0; i != n; ++i)
        {
            std::size_t xv = x(gen);
            std::size_t degree
                = (xv == 0 ? 0 : std::size_t(beta * pow(xv, -alpha)));
            if (degree == 0)
                degree = 1;
            else if (degree >= n)
                degree = n - 1;
            out_degrees->push_back(std::make_pair(i, degree));
            degrees_left += degree;
        }
 
        next();
    }
 
    reference operator*() const { return current; }
    pointer operator->() const { return &current; }
 
    undirected_plod_iterator& operator++()
    {
        next();
        return *this;
    }
 
    undirected_plod_iterator operator++(int)
    {
        undirected_plod_iterator temp(*this);
        ++(*this);
        return temp;
    }
 
    bool operator==(const undirected_plod_iterator& other) const
    {
        return degrees_left == other.degrees_left;
    }
 
    bool operator!=(const undirected_plod_iterator& other) const
    {
        return !(*this == other);
    }
 
private:
    void next()
    {
        std::size_t source, target;
        while (true)
        {
            /* We may get to the point where we can't actually find any
               new edges, so we just add some random edge and set the
               degrees left = 0 to signal termination. */
            if (out_degrees->size() < 2)
            {
                uniform_int< std::size_t > x(0, n - 1);
                current.first = x(*gen);
                do
                {
                    current.second = x(*gen);
                } while (current.first == current.second && !allow_self_loops);
                degrees_left = 0;
                out_degrees->clear();
                return;
            }
 
            uniform_int< std::size_t > x(0, out_degrees->size() - 1);
 
            // Select source vertex
            source = x(*gen);
            if ((*out_degrees)[source].second == 0)
            {
                (*out_degrees)[source] = out_degrees->back();
                out_degrees->pop_back();
                continue;
            }
 
            // Select target vertex
            target = x(*gen);
            if ((*out_degrees)[target].second == 0)
            {
                (*out_degrees)[target] = out_degrees->back();
                out_degrees->pop_back();
                continue;
            }
            else if (source != target
                || (allow_self_loops && (*out_degrees)[source].second > 2))
            {
                break;
            }
        }
 
        // Update degree counts
        --(*out_degrees)[source].second;
        --degrees_left;
        --(*out_degrees)[target].second;
        --degrees_left;
        current.first = (*out_degrees)[source].first;
        current.second = (*out_degrees)[target].first;
    }
 
    RandomGenerator* gen;
    std::size_t n;
    shared_ptr< out_degrees_t > out_degrees;
    std::size_t degrees_left;
    bool allow_self_loops;
    value_type current;
};
 
template < typename RandomGenerator, typename Graph >
class plod_iterator
: public mpl::if_<
      is_convertible< typename graph_traits< Graph >::directed_category,
          directed_tag >,
      out_directed_plod_iterator< RandomGenerator >,
      undirected_plod_iterator< RandomGenerator > >::type
{
    typedef typename mpl::if_<
        is_convertible< typename graph_traits< Graph >::directed_category,
            directed_tag >,
        out_directed_plod_iterator< RandomGenerator >,
        undirected_plod_iterator< RandomGenerator > >::type inherited;
 
public:
    plod_iterator() : inherited() {}
 
    plod_iterator(RandomGenerator& gen, std::size_t n, double alpha,
        double beta, bool allow_self_loops = false)
    : inherited(gen, n, alpha, beta, allow_self_loops)
    {
    }
};
 
} // end namespace boost
 
#endif // BOOST_GRAPH_PLOD_GENERATOR_HPP