带Boost的最小生成树

Minimum Spanning Tree with Boost

本文关键字：最小生成树 Boost      更新时间：2023-10-16

生成无向图的代码如下:

// --- Header File ---
class Node { ... };
struct Edge { float weight; };
typedef adjacency_list<vecS, vecS, undirectedS, Node, Edge> Grafo;
class MST
{
    public:
        MST(std::vector<Node> nodes);
        Grafo g;
        vector<edge_t> build();
};
// --- cpp File ---
MST::MST(std::vector<Node> nodes) {  // build the graph by setting vertices and edges...  }
vector<edge_t> MST::build()
{
    vector<edge_t> mst;
    kruskal_minimum_spanning_tree(g, std::back_inserter(mst));
    return mst;
}

问题在我称之为Kruskal: kruskal_minimum_spanning_tree()的行中。如果我注释这一行，它将编译良好，并且我可以使用graphviz导出图形(您可以在webgraphviz.com上看到图形):

graph G {
0[label="a"];
1[label="b"];
2[label="c"];
3[label="d"];
4[label="e"];
0--1 [label=80.4487381];
0--2 [label=406.060333];
0--3 [label=405.738831];
0--4 [label=434.203857];
1--2 [label=25.9422436];
1--3 [label=210.344955];
1--4 [label=246.965591];
2--3 [label=35.805027];
2--4 [label=35.1283379];
3--4 [label=167.5858];
}

但是如果我尝试用那行编译，我从Boost得到很多错误(我使用的是g++ 4.9.2)。第一个错误是:error: forming reference to void typedef value_type& reference;，这个错误重复了几次。出现的其他错误:

error: no matching function for call to 'get(boost::edge_weight_t, const boost::adjacency_list<boost::vecS, boost::vecS, boost::undirectedS, Symbol, Edge>&)'
        get(edge_weight, g));

所以我试着在调用Kruskal方法之前添加get(edge_weight, g);，但我得到的注释说:

note:   types 'boost::subgraph<Graph>' and 'const boost::adjacency_list<boost::vecS, boost::vecS, boost::undirectedS, Symbol, Edge>' have incompatible cv-qualifiers
        get(edge_weight, g));

和

note:   mismatched types 'const boost::two_bit_color_map<IndexMap>' and 'boost::edge_weight_t'
        get(edge_weight, g));
我不知道该怎么办。这是我第一次使用Boost Graph Library。它非常强大，但不容易理解。

TLDR: use 

kruskal_minimum_spanning_tree(g, std::back_inserter(mst), 
                        weight_map( get(&Edge::weight, g) );

原始回答:

你面临的问题是算法需要访问图的权重图，而你的算法默认没有权重图。如果你看一下文档中算法的签名你可以看到它是:

template <class Graph, class OutputIterator, class P, class T, class R>
OutputIterator kruskal_minimum_spanning_tree(Graph& g, OutputIterator tree_edges, 
                                   const bgl_named_params<P, T, R>& params = all defaults);

它有两个"正常"参数(您使用的参数)，然后是一个奇怪的bgl_named_params<P, T, R>& params。最后一个参数允许您使用该页后面列出的四个参数:weight_map、rank_map、predecessor_map和vertex_index_map。如果不使用这些参数中的任何一个，则使用其默认值，在weight_map的情况下，默认值为get(edge_weight,g)。只有当你的图形中有一个内部的edge_weight属性，也就是说你的图形是这样定义的:

typedef adjacency_list<vecS, vecS, undirectedS, 
                    property<vertex_name_t,char>,//Could also be `Node` unless you use another algorithm with requirements on the vertices
                    property<edge_weight_t,float> 
                  > InternalPropGraph;

但是如果这个定义需要使用kruskal_minimum_spanning_tree(或任何其他算法)，那么捆绑属性根本没用。您只需要使用命名参数覆盖默认的weight_map:

//typedef adjacency_list<vecS, vecS, undirectedS, Node, Edge> Grafo;
...
kruskal_minimum_spanning_tree(g, std::back_inserter(mst), 
                        weight_map( get(&Edge::weight, g) );

为了访问一个关联顶点/边描述符和结构体成员的属性映射，你可以简单地使用get(&Struct::member, g)。

关于命名参数的最后注意事项，如果在算法调用中需要使用多个这些参数，则需要将它们与.连接起来，而不是通常的,，因为在签名中params尽管其名称是单个参数。

//the order of the named params is irrelevant
kruskal_minimum_spanning_tree(g, std::back_inserter(mst), 
                                 weight_map(my_weights)
                                .vertex_index_map(my_indices)
                                .predecessor_map(my_predecessors));

下面是一个示例，它显示了类似于使用内部属性和绑定属性的东西。它故意使用不同的方式来设置/访问属性，以显示您可以做什么。

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