提取从BGL图表

Question

邻接矩阵使用Boost图库我正在寻找一种方法来从由任一boost::adjacency_list或boost::adjacency_matrix表示的底层图提取邻接矩阵。我想用这个矩阵结合boost::numeric::ublas来解决一个联立线性方程组的系统。

下面是一个小例子，让你去：

#include <boost/graph/adjacency_list.hpp> 
#include <boost/graph/adjacency_matrix.hpp> 

using namespace boost; 

typedef boost::adjacency_list< listS, vecS, directedS > ListGraph; 
typedef boost::adjacency_matrix<directedS> MatrixGraph; 

int main(){ 

    ListGraph lg; 
    add_edge (0, 1, lg); 
    add_edge (0, 3, lg); 
    add_edge (1, 2, lg); 
    add_edge (2, 3, lg); 

    //How do I get the adjacency matrix underlying lg? 

    MatrixGraph mg(3); 
    add_edge (0, 1, mg); 
    add_edge (0, 3, mg); 
    add_edge (1, 2, mg); 
    add_edge (2, 3, mg); 

    //How do I get the adjacency matrix underlying mg? 

} 

如果有人能想出一种有效的方式来获得邻接矩阵，我将非常感激。理想的解决方案是与uBLAS兼容。我想知道是否有办法避免遍历整个图。

Answer 1

到的adjacency_list转换成adjacency_matrix最简单的方法是使用boost::copy_graph

您的MatrixGraph mg代码应该如下

#include <boost/graph/copy.hpp> 
#include <cassert> 

using namespace boost; 

typedef boost::adjacency_list< listS, vecS, directedS > ListGraph; 
typedef boost::adjacency_matrix<directedS> MatrixGraph; 

int main(){ 

    ListGraph lg; 
    add_edge(0, 1, lg); 
    add_edge(0, 3, lg); 
    add_edge(1, 2, lg); 
    add_edge(2, 3, lg); 

    //How do I get the adjacency matrix underlying lg? 

    //How do I get the adjacency matrix underlying mg? 
    MatrixGraph mg(num_vertices(lg)); 
    boost::copy_graph(lg, mg); 
} 

现在，使用具有的uBLAS或类似的邻接矩阵进行修改，你可以写一个简单的“访问”类，使语法更符合ublas。继续上面的代码片段，我们得到：

template <class Graph> 
class MatrixAccessor 
{ 
public: 
    typedef typename Graph::Matrix Matrix; //actually a vector< 
    typedef typename Matrix::const_reference const_reference; 


    MatrixAccessor(const Graph* g) 
     : m_g(g) 
    { 
     static_assert(boost::is_same<size_t, typename Graph::vertex_descriptor>::value, "Vertex descriptor should be of integer type"); 
    } 

    const_reference operator()(size_t u, size_t v) const 
    { 
     return m_g->get_edge(u, v); 
    } 

    const Graph* m_g; 
}; 

void use_matrix(const MatrixGraph & mg) 
{ 
    MatrixAccessor<MatrixGraph> matr(&mg); 
    assert(matr(0, 1) == 1); 
    assert(matr(0, 2) == 0); 
} 

如果您adjacency_matrix有一些边缘捆绑的特性，您可能需要修改操作员（）在MatrixAccessor。

根据您使用多少uBLAS，您可以进一步细化MatrixAccessor。例如，对于MatrixGraph的给定顶点，out_edge_iterator实际上是矩阵列上的迭代器; vertex_iterator可以作为遍历矩阵行的迭代器等。

当然，图矩阵是不可变的，因此应谨慎使用。

Answer 2

adjacency_matrix的current revision有一个无证公开成员m_matrix（见行640）。然而，它是一个元组的平面向量<bool, bundled_properties>（512行）。由于底层存储与ublas矩阵看起来如此不同，除了在边上进行迭代之外，很可能不可能将图转换为矩阵。

Answer 3

就像一个简单的方法，我不知道它有多高效。 这就是我想出的：

我已经使用了一个小世界图并打印了邻接矩阵。

#include <boost/graph/adjacency_list.hpp> 
#include <boost/graph/small_world_generator.hpp> 
#include <boost/random/linear_congruential.hpp> 

using namespace std; 
using namespace boost; 

typedef adjacency_list<vecS, vecS, undirectedS> Graph; 
typedef small_world_iterator<boost::minstd_rand, Graph> SWGen; 

int main() 
{ 

    boost::minstd_rand gen; 
    int N = 20; 
    int degree = 4; 
    double rewiring = 0.; 

    Graph g(SWGen(gen, N, degree, rewiring), SWGen(), 20); 

    cout << num_edges(g)<< '\n'; 

    typedef graph_traits<Graph>::edge_iterator edge_iterator; 
    pair<edge_iterator, edge_iterator> ei = edges(g); 

    for(edge_iterator edge_iter = ei.first; edge_iter != ei.second; ++edge_iter) { 
     cout << "(" << source(*edge_iter, g) << ", " << target(*edge_iter, g) << ")\n"; 
    } 
    vector<vector<int> > mat(N,vector<int>(N)); 

    for (edge_iterator edge_iter = ei.first; edge_iter != ei.second; ++edge_iter){ 
     int a = source(*edge_iter, g); 
     int b = target(*edge_iter, g); 
     mat[a][b] = 1; 
     mat[b][a] = 1; 
    } 


    for (int i=0; i<N; i++){ 
     for (int j=0; j<N; j++){ 
      cout << mat[i][j]<<" "; 
     } 
     cout <<endl; 
    } 

    return 0; 
} 

输出：

0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 
1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 
1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0