16. Примеры

Пример 1

В приведенной ниже программе используются:

- конструкторы graph(graph&), graph(matad), matad(matad), matad(graph);

- перегруженные операции присваивания graf=graf,graf=matad,graf=int,

matad = matad, matad = graf, matad = int;

- операции сравненияgraf==graf,matad==matad.

Используется также функция определения числа ребер графа nrib(g)и функцияabout_algraph(), которая возвращает указатель на строку, содержащую краткую информацию о модулеAlgraph/C++.

// Example 001

#include "algraph.cpp"

void main()

{ cout << about_algraph();

FILE* f= fopen("t_1.gt","r");

char q=0, s[80];

int r;

graph g1;

fscanf(f,"%s",s); printr(s); puts("");

g1<<f;

fclose(f);

r=nrib(g1);

printr("Число ребер = "); printf("%d \n",r);

if (r!=613) { q=1; puts("Error 001"); }

graph g2(g1);

if (!(g1==g2)) { q=2; puts("Error 002"); }

matad M1(g1);

matad M2(M1);

if (!(M1==M2)) { q=3; puts("Error 003"); }

g2=0;

g2=graph(matad(g1));

if (!(g1==g2)) { q=4; puts("Error 004"); }

if (q==0) puts("Test was Passed Ok");

}

Пример 2

В следующем примере открывается файл "002.gt" для записи в текстовом режиме, затем с помощью вызова функцииrandgraph(50, 0.5) создается случайный графgс 50 вершинами и с реберным заполнением 0.5 в виде таблицы связей, которая затем записывается в файл "002.gt". При этом в первую строку файла "002.gt" записывается заголовок к таблице связей графа.

// Example 002

#include "algraph.cpp"

void main()

{ FILE* f= fopen("002.gt","w");

graph g= randgraph(50,(float)0.5);

fprintf(f,"Случайный_граф_с_50_вершинами \n");

g>>f;

fclose(f);

}

Пример 3

В следующем примере тестируется работа функций, которые находят плотность графа: - dens(g) - используетсяNB-метод;

- densi(g) - используетсяVP-алгоритм.

В программе используются функция complete(n) - получение полного графа сnвершинами иrandgraph(n,r) - получение случайного графа сnвершинами иrребрами.

// Example 003

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int n,D1,D2,q=0;

graph g;

for (n=0;n<5;n++)

{ g=complete(n);

D1=dens(g); D2=densi(g);

printf("*");

if (n!=D1 || D1!=D2)

{ printf("\n Error: n=%d D1=%d D2=%d \n",n,D1,D2); q=1; break; }

}

puts("");

for (n=0;n<80;n++)

{ g=randgraph(n,n*n/4);

D1=dens(g); D2=densi(g);

printf("*");

if (D1!=D2)

{ printf("\n Error: n=%d D1=%d D2=%d \n",D1,D2); q=1; }

}

puts("");

if (q) puts("Test was Failed");

else puts("Test was finished OK");

}

Пример 4

В следующем примере тестируется работа функций:

- o_graph(n) - получение графа типа "кольцо" сnвершинами;

- complete(n) - получение полногоn-вершинного графа;

- join(g1,g2) - получить граф, который является соединением графовg1 иg2;

- iseuler(g) - проверить, является ли графgэйлеровым.

// Тестирование функций: o_graph, join, complete, iseuler

// Example 004

#include "algraph.cpp"

void main()

{ graph g1,g2,g3;

g1=o_graph(5);

g2=join(g1,g1);

g3=complete(5);

int i1=iseuler(g1),

i2=iseuler(g2),

i3=iseuler(g3);

if (i1==1 && i2==0 && i3==1) puts("Test Ok");

else puts("Test Fail");

}

Пример 5

В этом примере тестируется функция findcycl(g,k,L,e) , которая находит в графеgциклe, который имеет длинуLи проходит через вершину с номеромk. Для чтения графа изgt-файла используется перегруженная операция g << f .

// Example 005

#include "algraph.cpp"

void main()

{ printr("Проверка функции поиска цикла findcycl\n");

int i,q, k=2, er=0;

vert e[8];

graph g;

FILE* f = fopen("005.gt","r"); errhalt(f==0,"File not found");

g << f;

fclose(f);

q= findcycl(g,k,8,e);

if (q) { printr("Цикл длиной 8 найден: ");

for (i=0;i<8;i++) printf("%d ",e[i]+1);

}

else { printr("ОШИБКА: цикл не найден"); er=1; }

puts("");

q= findcycl(g,k,5,e);

if (!q) printr("Цикла длиной 5 нет\n");

else { printr("ОШИБКА: найден цикл, которого нет"); er=1; }

if (er==0) printr("Тест выполнен успешно \n");

}

Пример 6

Показано использование функции hamilt_n(g), которая находит количество гамильтоновых циклов в графеg. При выполнении строки программы

(A<<f)>>stdout;

выполняется чтение графа gиз файлаfи этот граф сразу же выводится на экран.

// Example 006

// Тестирование функции hamilt_n 04.1998-01.2004

#include "Algraph.cpp"

void main()

{ graph g;

FILE *f=rfopen("006.gt");

puts("Graph for testing:");

(g<<f)>>stdout;

fclose(f);

int Nhc= hamilt_n(g);

printf("Number of the Hamilton Cycles = %d \n",Nhc);

if (Nhc==284112) puts("Testing: OK");

else puts("Testing: Failed");

}

Пример 7

В этом примере показано использование следующих функций:

- ishamilt(g), определяет, является ли графgгамильтоновым;

- hamilt_c(g,hc), находит гамильтонов циклhcв графеg;

- hamilt_n(g), вычисляет количество гамильтоновых циклов в графеg.

// Example 007

#include "Algraph.cpp"

void main()

{ puts("Testing of functions: ishamilt, hamilt_c, hamilt_n");

char* mes;

char* mes1 ="Graph is hamiltonous!";

char* mes2 ="Graph is NOT hamiltonous!";

FILE* f= fopen("007.gt","r"); errhalt(f==0,"File was Not Found!");

graph g; (g<<f)>>stdout; ;

fclose(f);

vert* hc= new vert[g.nv];

int i,q; ulong Nhc;

printf("hamilton: ");

mes= ishamilt(g)? mes1 : mes2;

printf("%s \n",mes);

printf("hamilt_c: ");

q= hamilt_c(g,hc);

if (q==0) puts(mes2);

else { printf("Hamilton cycle was found: (");

for (i=0;i<g.nv-1;i++) printf("%d,",hc[i]+1);

printf("%d) \n",hc[g.nv-1]+1); }

printf("hamilt_n: number of hamiltonous cycles = %lu \n", Nhc=hamilt_n(g));

delete[] hc;

if (Nhc==284112) puts("Testing: OK");

else puts("Testing: Failed");

}

Пример 8

В примере, приведенном ниже, из файла gt-формата "008.gt" считывается набор графов, для каждого из них определяется параметрNhc- количество гамильтоновых циклов и полученная информация выводится на экран в виде таблицы.

// Example 008

#include "Algraph.cpp"

void main()

{ graph g;

char infa[40];

FILE *f=rfopen("008.gt");

puts("Numbers of Hamiltonous Cycles");

puts("---------------------------------");

puts(" Graph Nhc ");

puts("---------------------------------");

for (;;)

{ fscanf(f,"%s",infa); if (feof(f)) break;

g<<f;

printf(" %8s %lu \n", infa, hamilt_n(g));

}

puts("---------------------------------");

fclose(f);

}

Пример 9

В этом примере из файла r-формата "009.r" считывается набор графов и определяется, сколько из них принадлежит к графам определенного вида:

- двухсвязные (функция isnonbridge(g)),

- блоки (функция isblock(g)),

- эйлеровы графы (функция iseuler(g)),

- гамильтоновы (функция ishamilt(g)),

- двудольные (функция isdual(g)),

- регулярные (функция isregular(g)).

Такие же данные вычисляются и для семейства дополнительных графов. Результаты выводятся на экран в виде таблицы. Для получения дополнительного графа используется унарная операция ~g.

// Example 009

#include "algraph.cpp"

void main()

{ word nv,nr,dr;

ulong k,ng,ks;

ulong Nconn =0, Mconn =0, // 0

Nnonbr=0, Mnonbr=0, // 1

Nblock=0, Mblock=0, // 2

Neuler=0, Meuler=0, // 3

Nham =0, Mham =0, // 4

Ndual =0, Mdual =0, // 5

Nreg =0, Mreg =0; // 6

FILE* in= fopen("009.r","rb"); errhalt(in==0,"Cannot open Input File!");

hread(in,nv,nr,ng,ks);

graph g(nv);

for (k=0;k<ng;k++)

{ g.read_r(in);

if (isconn(g)) { Nconn++;

if (isnonbridge(g)) Nnonbr++;

if (isblock(g)) Nblock++;

if (iseuler(g)) Neuler++;

if (ishamilt(g)) Nham++;

if (isdual(g)) Ndual++;

if (isregular(g)) Nreg++;

}

g=~g;

if (isconn(g)) { Mconn++;

if (isnonbridge(g)) Mnonbr++;

if (isblock(g)) Mblock++;

if (iseuler(g)) Meuler++;

if (ishamilt(g)) Mham++;

if (isdual(g)) Mdual++;

if (isregular(g)) Mreg++;

}

}

gotoxy(1,wherey());

if (k!=ng) { printr("Неверное чтение файла!\n");

goto exit; }

fclose(in);

dr=(word)(nv*(nv-1)/2-nr);

puts("");

printr("Число ребер = "); printf("%8u %7u \n",nr,dr);

printr("Всего графов = "); printf("%8lu %8lu \n",ng,ng);

printr("Связных = "); printf("%8lu %8lu \n",Nconn, Mconn);

printr("В том числе: \n");

printr("Без мостов = "); printf("%8lu %8lu \n",Nnonbr,Mnonbr);

printr("Блоков = "); printf("%8lu %8lu \n",Nblock,Mblock);

printr("Эйлеровых = "); printf("%8lu %8lu \n",Neuler,Meuler);

printr("Гамильтоновых = "); printf("%8lu %8lu \n",Nham, Mham);

printr("Двудольных = "); printf("%8lu %8lu \n",Ndual, Mdual);

printr("Регулярных = "); printf("%8lu %8lu \n",Nreg, Mreg);

exit: pause;

}

Пример 10

В этом примере тестируется функция isblock(g), которая проверяет, является ли графgблоком. Вначале, с помощью функцииcomplete(n) создается пара полных трехвершинных графовgиh. Затем находится их простое объединениеr1, которое формируется с помощью перегруженной операции "+". В графеr1 создается ребро, соединяющее вершины 2 и 3. После этого создается копия графаr1 с именемr2. В графе r2 создается ребро, соединяющее врешины 1 и 4. Для создания ребра используется функцияadd_r(g,i,k). Далее выполняется проверка, являются ли графыr1 иr2 блоками.

// Example 010

#include "algraph.cpp"

void main()

{ graph g=complete(3), h=complete(3), r1=g+h, r2;

add_r(r1,2,3); r2=r1; add_r(r2,1,4);

int q1=isblock(r1), q2=isblock(r2);

if (q1==0 && q2==1) puts("\nAll Steps of the Test Passed Ok");

else puts("\nTest Failed");

}

Пример 11

В следующем примере тестируется функция n_orbit(g) , которая определяет количество вершинных орбит группы автоморфизмов графаg.

// Example 011

#include "algraph.cpp"

void main()

{ FILE* in= fopen("011.gt","r"); errhalt(in==0,"File could not opened");

char str[100];

graph g;

puts("Graph for testing:");

fscanf(in,"%s",str); puts(str);

(g<<in)>>stdout;

int Norb= n_orbit(g);

printf("Norb = %d \n",Norb);

fclose(in);

if (Norb==15) puts("Test was Passed OK");

else printf("Error: Wrong Value Norb = %d \n",Norb);

}

Пример 12

В примере, приведенном ниже, из файла gt-формата "012.gt" считывается набор графов, для каждого из них определяется порядок группы автоморфизмов, полученная информация выводится на экран в виде таблицы. Для определения порядка группы автоморфизмов используется функцияnaut(g).

// Example 012

#include "algraph.cpp"

void main()

{ graph g;

char infa[40];

FILE *f=fopen("012.gt","r"); errhalt(f==0,"Illegal File Name!");

puts(" Automorphism Group Orders");

puts("-----------------------------");

puts(" Graph Naut ");

puts("-----------------------------");

for (;;)

{ fscanf(f,"%s",infa); if (feof(f)) break;

g<<f;

printf("%8s %8lu \n", infa, naut(g));

}

puts("-----------------------------");

fclose(f);

}

Пример 13

В этом примере тестируются функции:

- nisos(g1,g2), количество изоморфизмов для графовg1 иg2;

- naut(g), число автоморфизмов для графаg;

-n_orbit(g), количество вершинных орбит группы автоморфизмов графаg.

Из файла, который содержит набор графов в gt-формате, считываются графы и для каждого из них подсчитывается число автоморфизмов, вначале используя вызов функции видаnisos(g,g) и, затем, используя функциюnaut(g). Результаты выводятся на экран в виде таблицы и проверяется правильность данных, которые в ней содержатся. Во второй части программы предлагается ввести номер графа, для которого далее вычисляются вершинные орбиты группы автоморфизмов.

// Example 013

#include "algraph.cpp"

void main()

{ graph g[15];

ulong Naut1, Naut2, S=0;

int i,j;

char infa[40];

FILE *f=fopen("013.gt","r");

errhalt( f==0, "Illegal File Name!");

puts("\nTesting of the function nisos(graf&,graf&).");

puts("Set of Strong Regular (25,12)-graphs");

puts("---------------------------------");

puts(" Graph Naut ");

puts("---------------------------------");

for (i=0;i<15;i++)

{ fscanf(f,"%s",infa);

g[i]<<f;

Naut1=nisos(g[i],g[i]); Naut2=naut(g[i]);

if (Naut1!=Naut2) printf("Error for graph number %d \n",i);

S+=Naut2;

printf(" %8s %6lu \n", infa, Naut2);

}

puts("---------------------------------");

fclose(f);

if (S!=784) { printf("Error: S=%lu , must be = 784",S);

goto exit;

}

int Num, q[100],M,nv,Norb1,Norb2;

graph* vg;

for (;;)

{ puts("\nPut in graph number for calculation of the vertex orbits");

printf("Graph Number = "); scanf("%d",&Num); Num--;

if (Num<0 || Num>14) { puts("Program is completed"); pause; break; }

nv=g[Num].nv;

vg= new graph[nv];

for (i=0;i<nv;i++) vg[i]=dlv(g[Num],i);

for (i=0;i<nv;i++) q[i]=1;

M=1;

for (i=0;i<nv;i++)

{ if (q[i]==0) continue;

q[i]=0;

printf("Orbit %2d : ( %2d ", M++,i+1);

for (j=i+1;j<nv;j++)

if (q[j] && iso(vg[i],vg[j])) { q[j]=0; printf("%2d ", j+1); }

puts(")");

}

Norb1=M-1; Norb2=n_orbit(g[Num]);

printf("Number of the Orbits = %d \n",Norb1);

if (Norb1 != Norb2) printf("Error: Norb1=%d Norb2=%d \n", Norb1,Norb2);

delete[] vg;

}

exit:

}

Пример 14

Тестирование функции o_graph(n), которая позволяет получить граф типа "кольцо" сnвершинами. Очередной граф преобразуется в матрицу смежности с помощью перегруженной операции присваивания видаM=gи матрица смежностиMвыводится на экран путем вызова функцииwrite() классаmatadM.

// Example 014

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int n;

graph g; matad M;

for (n=5;n<11;n++) { M = g = o_graph(n);

M.write(); pause;

}

}

Пример 15

В программе выполняется преобразование файла, содержащего набор графов, из r-формата (графы представлены бинарными кодами) вgt-формат (графы представлены таблицами связей). Вначале выполняется проверка правильностиr-файла с помощью функцииverification_r(f), затем собственно преобразование с помощью функцииr_gt(in,out). Последняя возвращает количество записанных в выходной файл графов.

// Example 015

#include "algraph.cpp"

void main()

{ printr("Преобразование файлов вида r->gt \n");

printr("Входной файл: "); puts("015.r");

printr("Выходной файл: "); puts("015.gt");

FILE* in= fopen("015.r","rb");

if (in==0) { printr("Не найден входной файл\n"); pause; exit(0); }

ulong Ng;

verification_r(in);

FILE* out= fopen("015.gt","w");

Ng=r_gt(in,out);

fclose(out); fclose(in);

printr("В выходной файл записано ");

printf("%lu ",Ng); printr("графов в gt-формате\n");

}

Отметим, что такое же преобразование r-файла можно выполнить с помощью утилитыconvert_r_gt. Для этого требуется выполнить такую командную строку:

convert_r_gt 015.r 015.gt

Пример 16

Программа осуществляет проверку правильности r-файла. Имя проверяемого файла указывается в командной строке. Если файл не поврежден, на экран выводится информация о числе вершин и числе ребер семейства графов, а также количество графов, которые записаны в тестируемый файл. Для получения информации о параметрах и количестве графов используется функцияhread(in,nv,nr,Ng,KS), которая считывает эту информацию из заголовкаr-файла. Функцияrewind(in) из модуляsyst.hустанавливает указатель файла в начало и и приводит соответствующий поток в исходное состояние, подготавливая файл для повторного чтения.

По образцу этой программы построена утилита verr.exe, которая входит в состав пакетаAlgraph/C++ и которая осуществляет проверку правильностиr-файла.

// Example 016

#include "algraph.cpp"

void main(int N, char** inf)

{ if (N!=2) { puts("Error: You must specify a name of r-file in command line!)");

pause; exit(0);

}

FILE* in= fopen(inf[1],"rb");

errhalt(in==0,"Error: Cannot open r-file!");

word nv,nr;

ulong Ng,KS;

hread(in,nv,nr,Ng,KS); rewind(in);

printf("Name of r-file: %s \n",inf[1]);

printf("Parameters of r-file: nv=%d nr=%d Ng=%lu \n",nv,nr,Ng);

printf("Verification in progress ... ");

if (verification_r(in)==0) puts("Checked r-file is Correct");

fclose(in);

}

Пример 17

Программа, приведенная ниже, считывает содержимое gt-файла и для каждого из графов определяет параметры сильной регулярностиm0 иm1, значения которых выводятся на экран.

// Example 017

#include "algraph.cpp"

void main()

{ graph g; int m0,m1;

char ngr[80];

FILE* f;

f=fopen("017.gt","r"); errhalt(!f,"Cannot open the file!");

for (;;)

{ fscanf(f,"%s",ngr); if (feof(f)) break;

g<<f; streg(g,m0,m1);

printf("Graph %s m0=%d m1=%d \n",ngr,m0,m1);

}

fclose(f);

}

Пример 18

В этой программе показана работа следующих функций:

- конструкторы копирования и преобразования вида graph(graph),matad(matad),graph(matad),matad(graph);

- k_line(n,k), создает граф вида "прямоугольная сетка",n- число вершин вдоль сетки,k- ширина сетки;

- g.form(), возвращает значение форм-фактора графаg;

- g.nrib(), возвращает число ребер графаg;

- M.form(), возвращает значение форм-фактора графа, представленного матрицей смежностиM;

-M.nrib(), возвращает число ребер графа, представленного матрицей смежностиM;

- g.size(), возвращает размер объектаgклассаgraph(таблица связей) в байтах;

- M.size(), возвращает размер объектаMклассаmatad(матрица смежности) в байтах;

- перегруженные операции присваивания вида graph=graph,matad=matad,graph=matad,matad=graph;

- операции сравнения graph==graph,matad==matad;

- g.write(f), вывод графаg в текстовый файл fили на экран в форматеgt;

- g.read(f), ввод графаgиз текстового файла в форматеgt, функция возвращает значениеform-фактора графаg;

-M.write(f), вывод матрицы смежностиMв текстовый файлfили на экран в форматеmt;

- M.read(f), ввод матрицы смежностиMиз текстового файла в форматеmt, функция возвращает значениеform-фактора соответствующего графа;

- перегруженные операции ввода графа gиз из текстового файла в форматеgtвидаg<<fи вывода графа в текстовый файл форматаgtвидаg>>f;

- операция получения pi-инварианта графаg(упорядоченный вектор степеней вершин), реализованная как операция присваивания с преобразованием видаpin=g;

- операции записи значения pi-инварианта в текстовый файлpin.write(f) и чтенияpi-инварианта из текстового файлаpin.read(f);

- операция сравненияpi-инвариантов видаpin1 ==pin2.

// Example 018

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int Sf=0, Sr=0, Err=0;

graph g = k_line(12,4);

Sf+=sqr(g.form()); Sr+=sqr(g.nrib());

matad m(g);

if ((g.form()!=m.form()) || (g.nrib()!=m.nrib()))

{ printr("Ошибка 01\n"); Err=1; }

graph g1(g), g2;

g2=graph(matad(g1));

matad m1(m), m2;

m2=matad(graph(m));

g2=g2; m2=m2;

if (!(g1==g2) || !(m1==m2)) { printr("Ошибка 02\n"); Err=1; }

g1=0; g2=0; m1=0; m2=0;

g1=g; m1=g1; g2=m1;

m1=g; g=m1; m2=g;

if (!(g1==g2) || !(m1==m2)) { printr("Ошибка 02\n"); Err=1; }

m.s[10][0]=1; g=m; // создание дуги

Sf+=sqr(g.form()); Sr+=sqr(g.nrib());

if ((g.form()!=m.form()) || (g.nrib()!=m.nrib()))

{ printr("Ошибка 03\n"); Err=1; }

m.s[5][5]=1; g=m; // создание петли

Sf+=sqr(g.form()); Sr+=sqr(g.nrib());

if ((g.form()!=m.form()) || (g.nrib()!=m.nrib()))

{ printr("Ошибка 04\n"); Err=1; }

m.s[5][6]++; g=m; // создание кратной дуги

Sf+=sqr(g.form()); Sr+=sqr(g.nrib());

if ((g.form()!=m.form()) || (g.nrib()!=m.nrib()))

{ printr("Ошибка 05\n"); Err=1; }

if (Sf!=59 || Sr!=19698 ) { printr("Ошибка 06\n"); Err=1; }

graph g3(25), g4; g4=25;

matad m3(25), m4; m4=25;

if ((g3+g4).nv + m3.nv + m4.nv != 100) {printr("Ошибка 07\n"); Err=1;}

FILE *gt=fopen("test_01.gt","w"),

*mt=fopen("test_01.mt","w");

g.write(gt); m.write(mt);

fclose(gt); fclose(mt);

gt=fopen("test_01.gt","r");

mt=fopen("test_01.mt","r");

graph gg; gg.read(gt); gg.write(); pause;

matad mm; mm.read(mt); mm.write();

fclose(gt); fclose(mt);

if (!(g==gg)) { printr("Ошибка при чтении graph-объекта \n"); Err=1; }

if (!(m==mm)) { printr("Ошибка при чтении matad-объекта \n"); Err=1; }

if (g.size()!=218) { printr("Ошибка 07\n"); Err=1; }

if (m.size()!=200) { printr("Ошибка 08\n"); Err=1; }

gt=fopen("test.gt","w");

g>>gt;

fclose(gt);

gt=fopen("test.gt","r");

gg=0; gg<<gt;

fclose(gt);

if (!(g==gg))

{ printr("Ошибка при выполнении операций чт/зап '<<','>>' \n");

Err=1;

}

printr("\nЗапись pinv-инварианта\n");

pinv p1; p1=gg; p1.write();

gt=fopen("test.gt","w"); p1.write(gt); fclose(gt);

pinv p2;

printr("Чтение pinv-инварианта\n");

gt=fopen("test.gt","r"); p2.read(gt); fclose(gt);

p2.write();

if (!(p1 == p2))

{ printr("Ошибка при выполнении операций с pinv-объектами\n");

Err=1;

}

system("del test.gt"); // удаление временного файла

if (Err==0) printr("\nТест завершен УСПЕШНО\

\nСм. файлы test_01.gt, test_01.mt \n\7\7");

else printr("\nТест НЕ завершен УСПЕШНО\n");

}

Пример 19

Показано использование функций:

- randgraph(n,r), создание случайного графа сnвершинами и сrребрами (можно указывать абсолютное число ребер или относительное реберное заполнение);

- g.write_r(f), записать бинарный код графаgвr-файл (бинарный файл форматаr);

- g.read_r(f), прочитать графgизr-файла.

// Example 019

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int r1,r2, q=0; float rx=0.5;

graph g,g1,g2;

printr("\nОперация: randgraph(15,0.5) >> stdout \n");

(g1=randgraph(15,rx)) >> stdout;

FILE* f= fopen("test.r","wb");

r1=g1.write_r(f);

fclose(f);

f= fopen("test.r","rb");

g2=15; r2=g2.read_r(f);

fclose(f);

if ((r1+r2) != 106) { printr("Ошибка 01 \n"); q=1; }

if (!(g1==g2)) { puts("Ошибка 02 \n"); q=1; }

if (q==0) printr("\nТест завершен УСПЕШНО\n");

else printr("\nТест НЕ завершен УСПЕШНО\n");

system("del test.r");

}

Пример 20

Тестируется выполнение следующих функций:

- randgraph(n,r), получить случайный граф с числом вершинnи с числом реберr;

- randgraph(n,rx), получить случайный граф с числом вершинnи с относительным реберным заполнениемrx;

- graph(graph), graph(matad), matad(matad), matad(graph), конструкторы копирования и преобразования класса graph;

- операции сравнения видаgraph==graph;matad==matad;

- операции присваивания для переменных типа graphвидаg1 =g2 и переменных типаmatadвидаM1 =M2;

- операция присваивания с преобразованием вида graph=matad,graph=int,matad=graph,matad=int;

- операция вывода значения переменнойgтипаgraphв файл видаg>>f;

- операция ввода значения переменоой gтипаgraphиз файла видаg<<f;

-print(M), процедура вывода матрицы смежностиMна экран;

-g.read_r(f), чтение значения переменнойgтипаgraphиз бинарногоr-файла;

-g.rgl(), упорядочивание элементов строк таблицы связей графаg.

// Example 020

#include "algraph.cpp"

void main()

{ randomize();

int r1,r2, q=1; float rx=0.5;

graph g,g1,g2;

FILE* f= fopen("test_1.dat","w");

puts("\nOperation: randgraph(15,0.5)>>f>>stdout ");

g1=randgraph(15,rx); g1>>f>>stdout; pause;

fclose(f);

f=fopen("test_1.dat","r");

g2<<f;

if (!(g1==g2)) { puts("Fail: Error 01"); q=0; }

matad M; M=g2; print(M); pause;

g2=0; g2=M;

if (!(g1==g2)) { puts("Fail: Error 02"); q=0; }

graph g3(g2), g4(M);

if (!(g3==g4)) { puts("Fail: Error 03"); q=0; }

matad Ma(M),Mb(g3);

if (!(Ma==Mb)) { puts("Fail: Error 04"); q=0; }

Ma=0; Mb=randgraph(15,50); Ma=Mb;

if (!(Ma==Mb)) { puts("Fail: Error 05"); q=0; }

Ma=10;

g3=8;

g1= o_graph(10); g1.rgl();

g2= 10;

f= fopen("020.r","wb");

g1.write_r(f);

r1=g1.write_r(f);

fclose(f);

f= fopen("020.r","rb");

g2.read_r(f);

r2=g2.read_r(f);

fclose(f);

if (!(g1==g2)) { puts("Fail: Error 08"); q=0; }

if (!(r1==r2)) { puts("Fail: Error 09"); q=0; }

if (q) puts("\nAll Steps of the Test Passed Ok");

else puts("\nTest Failed");

system("del 020.r");

}

Пример 21

В этом примере тестируется правильность работы функций, которые создают графы различных видов:

- complete(n), создается полный граф сnвершинами;

- fatring(n,c), создает граф типа fatring с n вершинами и с заданным параметром с;

- hamming(m,d), создается граф ХэммингаH(n,d) с числом вершинnи параметромd;

- johnson(m,w,dist), получить граф Джонсона с числом вершинnи с параметрамиw,d;

- keller(m),получить граф Келлера с n вершинами;

- o_graph(n), получить граф типа "кольцо" сnвершинами;

- double_o_graph(m), получить граф типа "двойное кольцо" сmсекциями;

- sanchis(n,r,d), получить граф Санчиса с числом вершинnи с параметрамиr,d;

- k_line(n,k),получить граф типа k-line с n секциями шириной k;

-k_ring(n,k),получить граф типа k-ring с n секциями шириной k;

-star(n), получить граф вида "звезда" сnлучами;

- wheel(n), получить граф вида "колесо" сnсекциями.

Кроме того, в программе использована функция nrib(g), которая возвращает число ребер графаg.

// Example 021

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int n, r, d, x, q=1; matad M;

puts("Generating of the Complete graph (n=12):");

graph g(complete(12)); r=nrib(g);

printf("r=%d \n",r);

if (!(r==66)) { puts("Fail: Error 01"); q=0; }

puts("Generating of the c-fat rings type graph (n=100, c=3):");

g=fatring(100,3);

r=nrib(g); d=dens(g);

if (!(r==2094 && d==30)) { puts("Fail: Error 02"); q=0; }

printf("r=%d d=%d \n",r,d);

puts("Generating of the Hamming graph (m=6, dist=3):");

g=hamming(6,3); n=g.nv; r=nrib(g); d=dens(g);

if (!(n==64 && r==1344 && d==8)) {puts("Fail: Error 03"); q=0;}

printf("n=%d r=%d d=%d \n",n,r,d);

puts("Generating of the Johnson graph (m=8, w=3, dist=4):");

g=johnson(8,3,4); n=g.nv; r=nrib(g); d=dens(g);

printf("n=%d r=%d d=%d \n",n,r,d);

if (!(n==56 && r==1120 && d==8)) {puts("Fail: Error 04"); q=0;}

puts("Generating of the Keller graph (m=3):");

g=keller(3); n=g.nv; r=nrib(g); d=dens(g);

printf("n=%d r=%d d=%d \n",n,r,d);

if (!(n==64 && r==1088 && d==5)) {puts("Fail: Error 05"); q=0;}

puts("Generating of the O-graph (n=12):");

g=o_graph(12); r=nrib(g);

printf("r=%d \n",r);

if (!(r==12)) { puts("Fail: Error 06"); q=0; }

puts("Generating of the double_o_graph (n=8):");

g=double_o_graph(8); r=nrib(g);

printf("n=%d r=%d \n",g.nv,r);

if (!(r==24)) { puts("Fail: Error 07"); q=0; }

puts("Generating of the Sanchis graph (n=90, r=2003, d=5):");

g=sanchis(90,2003,5); r=nrib(g); d=dens(g);

printf("r=%d d=%d \n",r,d);

if (!(r==2003 && d==5)) { puts("Fail: Error 08"); q=0; }

puts("Generating of the k-line graph (n=10, k=3):");

g=k_line(10,3); r=nrib(g);

printf("r=%d \n",r);

if (!(r==24)) { puts("Fail: Error 09"); q=0; }

puts("Generating of the k-ring graph (n=12, k=3):");

g=k_ring(12,3); r=nrib(g);

printf("r=%d \n",r);

if (!(r==36)) { puts("Fail: Error 10"); q=0; }

puts("Generating of the star graph (n=9):");

g=star(9); r=nrib(g); x=naut(g);

printf("n=%d r=%d Naut=%d \n",g.nv,r,x);

if (!(x==fact(9))) { puts("Fail: Error 11"); q=0; }

puts("Generating of the wheel graph (n=15):");

g=wheel(15); r=nrib(g); x=naut(g);

printf("n=%d r=%d Naut=%d \n",g.nv,r,x);

if (!(x==30)) { puts("Fail: Error 12"); q=0; }

if (q) puts("\nAll Steps of the Test Passed Ok");

else puts("\nTest Failed");

}

Пример 22

В этом примере тестируется работа следующих функций:

- add_v(g), процедура, которая создает дополнительную изолированную вершину в графеg;

- del_v(g,k), процедура, которая удаляет вершину номерkв графеg;

- add_vc(g), процедура, которая создает дополнительную вершину в графе g, причем новая вершина смежна ко всем остальным вершинам графа g;

- del_iv(g), удалить из графаgвсе изолированные вершины;

- add_r(g,i,k), создать ребро или пару встречных дуг с концевыми вершинами {i,k} в графеg;

- del_r(g,i,k), удалить из графаgребро или пару встречных дуг с концевыми вершинамиi,k;

- dist(g,i,j), функция, которая возвращаетрасстояние между вершинами i,k в графе g;

- excenter(g,i), функция, которая возвращает эксцентриситет вершиныiв графеg.

// Example 022

#include "algraph.cpp"

void main()

{ int i,j,n,r, q=1; float rx=0.3;

graph g(randgraph(10,rx));

for (i=0;i<3;i++) add_v(g);

del_iv(g);

add_vc(g); n=g.nv;

del_v(g,n-1);

add_v(g);

graph h(g); r=nrib(g);

for (i=0;i<g.nv-1;i++) add_r(g,g.nv-1,i);

if (!(nrib(g)==r+g.nv-1)) { puts("Fail: Error 01"); q=0; }

for (i=0;i<g.nv-1;i++) del_r(g,g.nv-1,i);

if (!(h==g)) { puts("Fail: Error 02"); q=0; }

n=g.nv;

puts("\n Distance Matrix:\n");

printf(" "); for (i=0;i<n;i++) printf("%3d ",i+1); puts("\n");

for (i=0;i<n;i++)

{ printf("%3d ",i+1);

for (j=0;j<n;j++) printf("%3d ",dist(g,i,j));

puts("");

}

int d, exc=0; i=5;

for (j=0;j<n;j++) { d=dist(g,i,j); if (exc<d) exc=d; }

if (!(exc==excenter(g,i))) { puts("Fail: Error 03"); q=0; }

if (q) puts("\nAll Steps of the Test Passed Ok");

else puts("\nTest Failed");

}

Пример 23

В этом примере проверяется работа следующих функций:

- операция присваивания вида pin=n, выполнение которой приводит к созданиюpi-инварианта безреберного графа с числом вершинn;

- операция сравнения pi-инвариантов видаpin1 ==pin2;

- print(pi), процедура, которая выводит на экран значениеpi-инварианта;

-sigma(graph), функция, которая возвращает значениеsigma-инварианта графаg;

-iso(g1,g2), функция, выполняющая проверку изоморфности графовg1 иg2;

- isisos(g1,g2,p), установить, является ли подстановкаp, отображающая множество вершин графаg1 на множество вершин графаg2, изоморфизмом; -isos(g1,g2,p), функция, которая проверяет изоморфность графовg1 иg2 и, если они изоморфны, находит изоморфизмpграфаg2 на графg1;

- nisos(g1,g2), функция, которая возвращает количество изоморфных подстановок графаg1 на графg2.

// Example 023

#include "algraph.cpp"

void main()

{ randomize();

int q=1; float rx=0.3;

puts("Generating of the Random Graph:");

graph g1(randgraph(10,rx));

int n=g1.nv, r=nrib(g1);

printf("n=%d r=%d \n",n,r);

puts("pinv-invariant:");

pinv pin1; pin1=g1; print(pin1);

graph g2(renum(g1));

pinv pin2; pin2=g2;

if (!(pin1==pin2)) { puts("Fail: Error 01"); q=0; }

ulong s1,s2; s1=sigma(g1); s2=sigma(g2);

printf("\nsigma-invariant = %X \n",s1);

if (!(s1==s2)) { puts("Fail: Error 02"); q=0; }

if (!iso(g1,g2)) { puts("Fail: Error 03"); q=0; }

printf("nisos=%d \n",nisos(g1,g2));

int p[10];

isos(g1,g2,p);

if (!isisos(g1,g2,p)) { puts("Fail: Error 04"); q=0; }

graph g3(k_ring(15,1));

if (!(nisos(g3,g3)==30)) { puts("Fail: Error 05"); q=0; }

graph g4(o_graph(15)); g4.rgl();

if (!(g3==g4)) { puts("Fail: Error 06"); q=0; }

graph g5(line(15));

if (!(nisos(g5,g5)==2)) { puts("Fail: Error 07"); q=0; }

if (q) puts("All Steps of the Test Passed Ok");

else puts("Test Failed");

}

Пример 24

В этом примере тестируются функции:

- radius(g), вычисление радиуса графа;

- diameter(g), вычисление диаметра графа;

- k_ring(n,k), создание графа типаk_ringcпараметрамиn,k;

- o_graph(n), создание графа типа "кольцо" сnвершинами;

- join(g1,g2), создание графа путем выполнения операции соединения графовg1 иg2;

- sigma(g), функция, возвращает значениеsigma-инварианта графаg.

// Example 024

#include "algraph.cpp"

void main()

{ randomize();

int q=1; float rx=0.3;

puts("Testing of the randgraf, pinv and first invariants");

graph g(randgraph(10,rx));

int n=g.nv, r=nrib(g);

printf("n=%d r=%d \n",n,r);

printf("pinv-invariant = ");

pinv pin; pin=g; print(pin); puts("");

int diam,rad;

rad=radius(g); diam=diameter(g);

printf("radius = %d diameter = %d \n",rad,diam);

puts("Testing of the k_ring, o_graph, join, first invariant");

g=k_ring(10,3); g=join(g,o_graph(10));

printf("sigma=%08X \n",sigma(g));

if (!(sigma(g)==0xFF8D6D20)) { puts("Fail: Error 01"); q=0; }

int na=10, nb=15;

graph A(complete(na)), B(complete(nb));

graph C(joinc(A,B));

r= nrib(C);

if (!(r==300)) { puts("Fail: Error 02"); q=0; }

A=na; B=nb;

r= nrib(joinc(A,B));

if (!(r==150)) { puts("Fail: Error 03"); q=0; }

if (q) puts("All Steps of the Test Passed Ok");

else puts("Test Failed");

}

Пример 25

В этом примере тестируются функции:

- операция присваивания видаg=n, в результате которой переменнойgтипаgraphприсваивается значение, которое соответствует безреберному графу сnвершинами;

- операция сравнения вида g==n, которая проверяет, имеет ли переменнаяgтипаgraphзначение, которое соответствует безреберному графу сnвершинами;

- copmplete(n), создание полного графа сnвершинами;

- modmul(g1,g2), функция возвращает модульное произведение графовg1 иg2;

- dens(g), функция, вычисляет плотность графаg;

- randgraph(n,rx), функция, которая возвращает случайный граф с числом вершинn и относительнымреберным заполнением rx.

// Example 025

#include "algraph.cpp"

void main()

{ randomize();

int na=5, nb=8;

graph A(complete(na)), B(complete(nb));

graph C(modmul(A,B)); printf("ver=%d \n",ver(C));

printf("dens(C) = %d \n",dens(C));

graph g(randgraph(15,float(0.5)));

graph h=modmul(g,g);

printf("dens(g*g) = %d \n",dens(h));

h= randgraph(15,float(0.5));

printf("dens(g*h) = %d \n",dens(modmul(g,h)));

g=100; if (g==100) puts("g==100");

}

Пример 26

В этом примере тестируются функции:

- graph::.size(),

- matad::size().

Кроме того проверяется освобождение памяти при выполнении операций вида graf = 0, matad = 0

// Example 026

#include "algraph.cpp"

void main()

{ randomize();

int i, nv;

float rx;

graph g; matad M;

printf("nv,rx = "); scanf("%d %f",&nv,&rx);

for (i=1;i<=5;i++)

{ printf("test %d \n",i);

g=randgraph(nv,rx); M=g;

printf("nv= %5d r= %7d graf size= %8d matad size= %8d \n",

g.nv, nrib(g), g.size(), M.size());

M=0; g=0;

printf("nv= %5d r= %7d graf size= %8d matad size= %8d \n",

g.nv, nrib(g), g.size(), M.size());

}

}

Пример 27

В этом примере показано действие форм-фактора, фунцкия g.form(). Кроме того тестируется работа функций ввода/выводаg.write(f),g.read(f),M.write(f),M.read(f), гдеg,M- объекты типаgraphиmatadсоответственно.

// Example 027

#include "algraph.cpp"

void form_print(int frm)

{ char *s1 = "есть\n",

*s2 = "нет\n";

printr("Ориентир. ребра - ");

if (frm & 0x1) printr(s1); else printr(s2);

printr("Наличие петель - ");

if (frm & 0x2) printr(s1); else printr(s2);

printr("Кратные ребра/петли - ");

if (frm & 0x4) printr(s1); else printr(s2);

}

void main()

{ graph g= k_line(12,4);

printr("\nСоздан граф типа k_line(12,4)\n");

form_print(g.form());

printr("Число ребер: "); printf("g.nrib() = %d \n",g.nrib());

printr("\nСоздана дуга (11,1)\n");

matad mx(g); mx.s[10][0]=1; g=mx;

form_print(g.form());

printr("Число ребер: "); printf("g.nrib() = %d \n",g.nrib());

printr("\nСоздана петля (6,6)\n");

mx.s[5][5]=1; g=mx;

form_print(g.form());

printr("Число ребер: "); printf("g.nrib() = %d \n",g.nrib());

printr("\nСоздана кратная дуга (6,7)\n");

mx.s[5][6]++; g=mx;

form_print(g.form());

printr("Число ребер: "); printf("g.nrib() = %d \n",g.nrib());

printr("\nФункции write/read для graph/matad: ");

FILE *gt=fopen("t_wr.gt","w"),

*mt=fopen("t_wr.mt","w");

g.write(gt);

matad m(g);

m.write(mt);

fclose(gt); fclose(mt);

gt=fopen("t_wr.gt","r");

mt=fopen("t_wr.mt","r");

graph gg; matad mm;

gg.read(gt);

mm.read(mt);

fclose(gt); fclose(mt);

int q=0;

if (!(g==gg)) { printr("Ошибка чтения graph-объекта \n"); q=1; }

if (!(m==mm)) { printr("Ошибка чтения matad-объекта \n"); q=1; }

if (q==0) printr(" OK \n");

}

Пример 28

Программа генерирует полный набор неизоморфных графов с 10 вершинами и с 15 ребрами. Входной файл должен представлять собой r-файл, содержащий полный набор 10-вершинных графов с 14 ребрами. В этом примере используются функции из модуляbicod.h. Об используемом методе получения полных наборов графов см.[].

// Example 028

#include "algraph.cpp"

const word Nv = 10; // Число вершин

#include "bicod.h"

const word sh = 16; // константа сдвига

const ulong nbmax = 1L<<sh; // Размеры большой таблицы

const word mbmax = 20; // Длина строки большой таблицы

const ulong Cnb = nbmax-1; // маска для выделения ном. строки б.табл.

word ns = 0; // текущее число строк малой таблицы

bicod Br[rmax]; // буфер для генерации семейства

ulong Sr[rmax]; // текущего бикода

byte q[rmax]; // (малая таблица)

bicod B[nbmax][mbmax]; // таблица

ulong S[nbmax][mbmax]; // большая

void gener(bicod B) // генерация семейства

{ int r; // для очередного бикода

unsigned short c,t=0; // (формирование малой таблицы)

bicod A;

ns=0;

for (int J=0;J<rmax;J++)

{ if (t==0) t=0x8000;

r=J/16; c=B.c[r];

if ((c|t)>c) { A=B; A.c[r]|=t;

Br[ns]=A;

Sr[ns]=sigma(grafbic(A));

q[ns++]=1; }

t>>=1;

}

}

main()

{ ulong i,j,k;

word nv,nr,c;

int p;

ulong ss, // sigma-инвариант графа

N, // число сгенерированных графов

max, // максимальная длина строки большой таблицы

ii,n,na,ks,z=0;

int nb[nbmax]; // nb[i] - заполнение i-той строки большой табл.

char inf[40],outf[40];

puts("Program of Graph Generating");

printf("Nv = %d Lmax=%d \n",Nv,mbmax);

printf("Input File = "); scanf("%s",inf);

printf("Output File = "); scanf("%s",outf);

FILE* in= fopen(inf,"rb"); errhalt(in==0,"Cannot to open Input File!");

printf("Large Tables Size = %lu \n",sizeof(S)+sizeof(B));

bicod A;

FILE* out= fopen(outf,"wb");

n=0; N=0; for (i=0;i<nbmax;i++) nb[i]=0;

hread(in,nv,nr,na,ks);

errhalt(nv!=Nv,"The value nv inside of infile don't match const Nv !");

printf("nv=%u nr=%u na=%lu \n",nv,nr,na);

nr++; ks=0;

hwrite(out,nv,nr,z,z);

runtimer();

for (ii=0;ii<na;ii++)

{ if (n%1000==0) printf("%8lu %8lu %8lu \xD",n,na-n,N);

A<<in; n++;

gener(A);

for (j=0;j<ns-1;j++) // редукция

{ if (q[j]==0) continue; // малой

for (k=j+1;k<ns;k++) // таблицы

{ if (q[k]==0) continue; //

if (Sr[j]==Sr[k] && iso(grafbic(Br[j]),grafbic(Br[k]))) q[k]=0;

}

}

for (j=0;j<ns;j++)

{ if (q[j]==0) continue;

ss=Sr[j]; ss>>=1; i= ss&Cnb;

for (k=0;k<nb[i];k++)

if (Sr[j]==S[i][k] && iso(grafbic(Br[j]),grafbic(B[i][k]))) break;

if (k==nb[i])

{ S[i][nb[i]]=Sr[j]; // занесение данных графа

B[i][nb[i]]=Br[j]; // в большую таблицу

nb[i]++; N++; //

errhalt(nb[i]==mbmax,"Large tables are too small!");

for (k=0;k<Nw;k++) { c=Br[j].c[k]; // запись бикода и

fwrite(&c,2,1,out); // формирование ks+=c; // контр.суммы

}

}

}

}

printf("\nTime = %6.2f sec\n",timer());

fseek(out,4,0); fwrite(&N,4,1,out); fwrite(&ks,4,1,out);

fclose(in); fclose(out);

p=verr(outf); if (p) printf("Error %u in out file %s \n",p,outf);

puts("");

printf("Number of scanned graphs = %lu \n",na);

printf("Number of generated graphs = %lu \n",N);

max=nb[0]; for (i=1;i<nbmax;i++) if (max<nb[i]) max=nb[i];

printf("Lmax = %lu \n",max);

puts(" ==================== That's All ====================");

}