具有可移动节点、可访问属性和可靠 ID 的 C++ 图

Question

我正在尝试从专有图库迁移到开源图库。

编辑：由于似乎很少有人知道 Boost Graph 的实际工作原理，如果您可以使用 LEMON Graph Library 提供解决方案，那也很好。

目前，我的顶点类型为Graph_Vertex*，并且可以有一个关联的void* 指针来存储相关信息。对于类型为Graph_Edge* 的边使用了类似的逻辑。我使用void*指针来存储我自己的结构Node_State，就是这样的

struct Node_State {
    std::string name;
    int id;
    // other stuff
};

根据我迄今为止对 BGL 的了解，我可以使用 adjacency_list 结构和 bundled properties 创建一个图形来指向我的 Node_State。然后，我将使用整数 顶点索引，而不是使用 顶点指针。

我一直在查看tutorial 和一些questions here，这似乎是可能的。我正在考虑类似的事情

typedef adjacency_list < listS, vecS, bidirectionalS, Node_State> gr;

我会不时删除顶点的所有边。不太频繁，我也可以删除一个节点。这就是为什么我会选择listS, vecS。

我想让为无向边创建此结构的第二个版本变得容易。我不确定bidirectionalS 是否是我的最佳选择。感谢您在这方面的意见。

还有另一个问题。现在，我可以使用外部 ma​​p 通过 name 或使用唯一整数 id 来查找每个顶点。

std::map<int, Graph_Vertex*> nodes_by_id;
std::map<std::string, Graph_Vertex*> nodes_by_name();

如果我删除了一个顶点，我只需要删除地图中的相应条目，一切都会继续进行。

据我了解，使用 BGL 实现这一点并不容易，因为删除一个顶点会触发所有具有更高 ID 的顶点的重新编号，并且还可能导致内部重新分配结构。所以再见 ids 和再见指针。

主要问题。 是否有可能创建一个 map<name, node> 或 map<index, node> 以最小的调整（例如仅删除无效键）在节点删除中存活？如果不是，将节点映射到某个唯一标识符的最佳方法是什么？

一个选项可以使用internal properties。教程example在这里。

struct vertex_index_t { };
struct edge_index_t { };

struct vertex_name_t { };
struct edge_name_t { };

并保留一些外部结构

std::map<vertex_index_t, Graph_Vertex*> nodes_by_id;
std::map<vertex_name_t, Graph_Vertex*> nodes_by_name;
std::map<edge_index_t, Graph_Edge*> edges_by_id;
std::map<edge_name_t, Graph_Edge*> edges_by_name;

这将与我现在拥有的更加相似，并且需要对当前代码进行更少的更改。

我还没有真正理解vertex_index_t 是如何受到顶点移除的影响的，以及如何分配vertex_name_t。不过，如果这可行，类似的逻辑也可以使用 edge_index_t 和 edge_name_t 应用于边缘。

结束。我需要一段工作代码来展示如何：

• 添加顶点（带属性）
• 添加弧（带属性）
• 删除顶点
• 移除圆弧

具备这些重要条件：

• 能够按 id（int 或 string）索引顶点，以便轻松检索它们并访问它们的属性
• 如果顶点被移除，ids 不能改变
• 添加索引和属性不应使“查找连通分量”和“Dijkstra 搜索”等算法的运行更加困难

如果我能实现类似的目标，我会很高兴

Vertex* vertex0 = Graph.get_vertex_by_name("v0");
Vertex_Data* v0_data = vertex0.get_data();

Edge* edge4 = Graph.get_edge_by_id(4);
Edge_Data* e4_data = edge4.get_data();

这可能看起来像很多问题，但实际上只是我启动和运行这个库所需的基础。少了一点，对我需要做的事情完全没用。

请点击所有要点。

将此视为教程，我希望提供赏金也能帮助其他人。

Answer 1

然后，我将使用整数顶点索引，而不是使用顶点指针。

事实上，我认为你会使用顶点描述符。在 vecS 容器选择的情况下，这将是不可或缺的，是的

据我了解，使用 BGL 实现这一点并不容易，因为删除一个顶点会触发所有具有更高 ID 的顶点重新编号，并且还可能导致内部结构的重新分配。

严格来说，情况并非总是如此。 是vecS 的情况，但不是例如listS（列表有稳定的迭代器）。

• Iterator invalidation rules

总而言之，我建议将listS 视为容器选择，并放弃vertex_descriptor 是整数类型的假设（它将变得不透明）。

作为迭代器稳定性的回报，您需要为某些算法提供顶点索引映射。