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  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Mathieu Malaterre
  • Date: 2013-05-27 14:01:54 UTC
  • mfrom: (4.1.1 experimental)
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20130527140154-oxwwmr0gj3kdy4ol
Tags: 0.6.5-2
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Lines of Context:
 
1
/* glpnet08.c */
 
2
 
 
3
/***********************************************************************
 
4
*  This code is part of GLPK (GNU Linear Programming Kit).
 
5
*
 
6
*  Two subroutines sub() and wclique() below are intended to find a
 
7
*  maximum weight clique in a given undirected graph. These subroutines
 
8
*  are slightly modified version of the program WCLIQUE developed by
 
9
*  Patric Ostergard <http://www.tcs.hut.fi/~pat/wclique.html> and based
 
10
*  on ideas from the article "P. R. J. Ostergard, A new algorithm for
 
11
*  the maximum-weight clique problem, submitted for publication", which
 
12
*  in turn is a generalization of the algorithm for unweighted graphs
 
13
*  presented in "P. R. J. Ostergard, A fast algorithm for the maximum
 
14
*  clique problem, submitted for publication".
 
15
*
 
16
*  USED WITH PERMISSION OF THE AUTHOR OF THE ORIGINAL CODE.
 
17
*
 
18
*  Changes were made by Andrew Makhorin <mao@gnu.org>.
 
19
*
 
20
*  GLPK is free software: you can redistribute it and/or modify it
 
21
*  under the terms of the GNU General Public License as published by
 
22
*  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 
23
*  (at your option) any later version.
 
24
*
 
25
*  GLPK is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
 
26
*  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
 
27
*  or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public
 
28
*  License for more details.
 
29
*
 
30
*  You should have received a copy of the GNU General Public License
 
31
*  along with GLPK. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
32
***********************************************************************/
 
33
 
 
34
#include "glpenv.h"
 
35
#include "glpnet.h"
 
36
 
 
37
/***********************************************************************
 
38
*  NAME
 
39
*
 
40
*  wclique - find maximum weight clique with Ostergard's algorithm
 
41
*
 
42
*  SYNOPSIS
 
43
*
 
44
*  int wclique(int n, const int w[], const unsigned char a[],
 
45
*     int ind[]);
 
46
*
 
47
*  DESCRIPTION
 
48
*
 
49
*  The routine wclique finds a maximum weight clique in an undirected
 
50
*  graph with Ostergard's algorithm.
 
51
*
 
52
*  INPUT PARAMETERS
 
53
*
 
54
*  n is the number of vertices, n > 0.
 
55
*
 
56
*  w[i], i = 1,...,n, is a weight of vertex i.
 
57
*
 
58
*  a[*] is the strict (without main diagonal) lower triangle of the
 
59
*  graph adjacency matrix in packed format.
 
60
*
 
61
*  OUTPUT PARAMETER
 
62
*
 
63
*  ind[k], k = 1,...,size, is the number of a vertex included in the
 
64
*  clique found, 1 <= ind[k] <= n, where size is the number of vertices
 
65
*  in the clique returned on exit.
 
66
*
 
67
*  RETURNS
 
68
*
 
69
*  The routine returns the clique size, i.e. the number of vertices in
 
70
*  the clique. */
 
71
 
 
72
struct csa
 
73
{     /* common storage area */
 
74
      int n;
 
75
      /* number of vertices */
 
76
      const int *wt; /* int wt[0:n-1]; */
 
77
      /* weights */
 
78
      const unsigned char *a;
 
79
      /* adjacency matrix (packed lower triangle without main diag.) */
 
80
      int record;
 
81
      /* weight of best clique */
 
82
      int rec_level;
 
83
      /* number of vertices in best clique */
 
84
      int *rec; /* int rec[0:n-1]; */
 
85
      /* best clique so far */
 
86
      int *clique; /* int clique[0:n-1]; */
 
87
      /* table for pruning */
 
88
      int *set; /* int set[0:n-1]; */
 
89
      /* current clique */
 
90
};
 
91
 
 
92
#define n         (csa->n)
 
93
#define wt        (csa->wt)
 
94
#define a         (csa->a)
 
95
#define record    (csa->record)
 
96
#define rec_level (csa->rec_level)
 
97
#define rec       (csa->rec)
 
98
#define clique    (csa->clique)
 
99
#define set       (csa->set)
 
100
 
 
101
#if 0
 
102
static int is_edge(struct csa *csa, int i, int j)
 
103
{     /* if there is arc (i,j), the routine returns true; otherwise
 
104
         false; 0 <= i, j < n */
 
105
      int k;
 
106
      xassert(0 <= i && i < n);
 
107
      xassert(0 <= j && j < n);
 
108
      if (i == j) return 0;
 
109
      if (i < j) k = i, i = j, j = k;
 
110
      k = (i * (i - 1)) / 2 + j;
 
111
      return a[k / CHAR_BIT] &
 
112
         (unsigned char)(1 << ((CHAR_BIT - 1) - k % CHAR_BIT));
 
113
}
 
114
#else
 
115
#define is_edge(csa, i, j) ((i) == (j) ? 0 : \
 
116
      (i) > (j) ? is_edge1(i, j) : is_edge1(j, i))
 
117
#define is_edge1(i, j) is_edge2(((i) * ((i) - 1)) / 2 + (j))
 
118
#define is_edge2(k) (a[(k) / CHAR_BIT] & \
 
119
      (unsigned char)(1 << ((CHAR_BIT - 1) - (k) % CHAR_BIT)))
 
120
#endif
 
121
 
 
122
static void sub(struct csa *csa, int ct, int table[], int level,
 
123
      int weight, int l_weight)
 
124
{     int i, j, k, curr_weight, left_weight, *p1, *p2, *newtable;
 
125
      newtable = xcalloc(n, sizeof(int));
 
126
      if (ct <= 0)
 
127
      {  /* 0 or 1 elements left; include these */
 
128
         if (ct == 0)
 
129
         {  set[level++] = table[0];
 
130
            weight += l_weight;
 
131
         }
 
132
         if (weight > record)
 
133
         {  record = weight;
 
134
            rec_level = level;
 
135
            for (i = 0; i < level; i++) rec[i] = set[i];
 
136
         }
 
137
         goto done;
 
138
      }
 
139
      for (i = ct; i >= 0; i--)
 
140
      {  if ((level == 0) && (i < ct)) goto done;
 
141
         k = table[i];
 
142
         if ((level > 0) && (clique[k] <= (record - weight)))
 
143
            goto done; /* prune */
 
144
         set[level] = k;
 
145
         curr_weight = weight + wt[k];
 
146
         l_weight -= wt[k];
 
147
         if (l_weight <= (record - curr_weight))
 
148
            goto done; /* prune */
 
149
         p1 = newtable;
 
150
         p2 = table;
 
151
         left_weight = 0;
 
152
         while (p2 < table + i)
 
153
         {  j = *p2++;
 
154
            if (is_edge(csa, j, k))
 
155
            {  *p1++ = j;
 
156
               left_weight += wt[j];
 
157
            }
 
158
         }
 
159
         if (left_weight <= (record - curr_weight)) continue;
 
160
         sub(csa, p1 - newtable - 1, newtable, level + 1, curr_weight,
 
161
            left_weight);
 
162
      }
 
163
done: xfree(newtable);
 
164
      return;
 
165
}
 
166
 
 
167
int wclique(int _n, const int w[], const unsigned char _a[], int ind[])
 
168
{     struct csa _csa, *csa = &_csa;
 
169
      int i, j, p, max_wt, max_nwt, wth, *used, *nwt, *pos;
 
170
      glp_long timer;
 
171
      n = _n;
 
172
      xassert(n > 0);
 
173
      wt = &w[1];
 
174
      a = _a;
 
175
      record = 0;
 
176
      rec_level = 0;
 
177
      rec = &ind[1];
 
178
      clique = xcalloc(n, sizeof(int));
 
179
      set = xcalloc(n, sizeof(int));
 
180
      used = xcalloc(n, sizeof(int));
 
181
      nwt = xcalloc(n, sizeof(int));
 
182
      pos = xcalloc(n, sizeof(int));
 
183
      /* start timer */
 
184
      timer = xtime();
 
185
      /* order vertices */
 
186
      for (i = 0; i < n; i++)
 
187
      {  nwt[i] = 0;
 
188
         for (j = 0; j < n; j++)
 
189
            if (is_edge(csa, i, j)) nwt[i] += wt[j];
 
190
      }
 
191
      for (i = 0; i < n; i++)
 
192
         used[i] = 0;
 
193
      for (i = n-1; i >= 0; i--)
 
194
      {  max_wt = -1;
 
195
         max_nwt = -1;
 
196
         for (j = 0; j < n; j++)
 
197
         {  if ((!used[j]) && ((wt[j] > max_wt) || (wt[j] == max_wt
 
198
               && nwt[j] > max_nwt)))
 
199
            {  max_wt = wt[j];
 
200
               max_nwt = nwt[j];
 
201
               p = j;
 
202
            }
 
203
         }
 
204
         pos[i] = p;
 
205
         used[p] = 1;
 
206
         for (j = 0; j < n; j++)
 
207
            if ((!used[j]) && (j != p) && (is_edge(csa, p, j)))
 
208
               nwt[j] -= wt[p];
 
209
      }
 
210
      /* main routine */
 
211
      wth = 0;
 
212
      for (i = 0; i < n; i++)
 
213
      {  wth += wt[pos[i]];
 
214
         sub(csa, i, pos, 0, 0, wth);
 
215
         clique[pos[i]] = record;
 
216
         if (xdifftime(xtime(), timer) >= 5.0 - 0.001)
 
217
         {  /* print current record and reset timer */
 
218
            xprintf("level = %d (%d); best = %d\n", i+1, n, record);
 
219
            timer = xtime();
 
220
         }
 
221
      }
 
222
      xfree(clique);
 
223
      xfree(set);
 
224
      xfree(used);
 
225
      xfree(nwt);
 
226
      xfree(pos);
 
227
      /* return the solution found */
 
228
      for (i = 1; i <= rec_level; i++) ind[i]++;
 
229
      return rec_level;
 
230
}
 
231
 
 
232
#undef n
 
233
#undef wt
 
234
#undef a
 
235
#undef record
 
236
#undef rec_level
 
237
#undef rec
 
238
#undef clique
 
239
#undef set
 
240
 
 
241
/* eof */