def busca_largura_lexicografica(G):
lista_vertices = ListaDuplamenteEncadeada()
pos_vertices = {}
for v in G.vertices: #O(n)
lista_vertices.inserir_fim(v) #O(1)
pos_vertices[v] = lista_vertices.cauda #O(1)
Q = ListaDuplamenteEncadeada([Conjunto(lista_vertices, pos_vertices)])
localizacao = {v: Q.cabeca.prox for v in G.vertices} #(O(n))
ordem_eliminacao_perfeita = [] #O(1)
predecessores = {v: [] for v in G.vertices} #O(n)
esta_na_oep = {v: False for v in G.vertices} #O(n)
for i in range(len(G.vertices) - 1, -1, -1):
v = Q.get_primeiro_no().item.vertices.remover_primeiro_no(
) #O(1), sempre temos a referência do primeiro conjunto
del Q.get_primeiro_no().item.pos[
v.item] #O(1), remoção de elemento de um dicionário
if Q.get_primeiro_no().item.vertices.vazia(
): #O(1), ListaDuplamenteEncadeada tem um membro que indica se a lista está vazia ou não
Q.remover_primeiro_no() #O(1)
ordem_eliminacao_perfeita.append(v.item) #O(1)
esta_na_oep[v.item] = True #O(1)
for u in G.vizinhos[v.item]: #O(N(u))
if not esta_na_oep[u]: #O(1)
predecessores[u].append(v.item) #O(1)
del localizacao[v.item] #O(1)
for w in G.vizinhos[v.item]: #O(N(v))
try:
conj_w = localizacao[w] #O(1)
except:
continue
ant_conj_w = conj_w.ant
if ant_conj_w == Q.cabeca or ant_conj_w.item.label == "" or ant_conj_w.item.label[
-1] != chr(
i
): #O(1), só comparamos 1 char da label ou comparamos com string vazia
ant_conj_w = No(
Conjunto(vertices=ListaDuplamenteEncadeada(),
pos={},
label=conj_w.item.label + chr(i))
) #linear no tamanho da string, que normalmente é negligível :)
Q.inserir_no_antecessor(ant_conj_w, conj_w) #O(1)
no_w = conj_w.item.pos[w] #O(1)
conj_w.item.vertices.remover_no(conj_w.item.pos[w]) #O(1)
del conj_w.item.pos[w] #O(1)
if conj_w.item.vertices.vazia(): #O(1)
Q.remover_no(conj_w) #O(1)
localizacao[w] = ant_conj_w
ant_conj_w.item.vertices.inserir_fim(no_w)
ant_conj_w.item.pos[w] = no_w
conta_memoria()
return (ordem_eliminacao_perfeita, predecessores)
def caminho_de_u_ate_v(G, u, v, caminho_proibido=[]):
fila = deque()
fila.append(u)
pred = {u: None}
caminho_encontrado = False
while fila:
w = fila.popleft()
for x in G.vizinhos[w]:
if x not in caminho_proibido:
pred_x = pred.get(x, None)
if pred_x is None:
pred[x] = w
fila.append(x)
if x == v:
conta_memoria()
fila.clear()
caminho_encontrado = True
break
caminho_uv = []
if not caminho_encontrado:
return []
x = v
while pred[x] != u:
caminho_uv.append(pred[x])
x = pred[x]
conta_memoria()
return caminho_uv
def eh_cordal_LEXBFS(G):
OEP, OEP_predecessores = busca_largura_lexicografica(
G) #OEP = Ordem de Eliminação Perfeita
eh_cordal, corda_faltando = testar_ordem_eliminacao_perfeita(
G, OEP, OEP_predecessores)
if not eh_cordal:
conta_memoria()
return (False, encontrar_ciclo(G, corda_faltando[0],
corda_faltando[1]))
conta_memoria()
return (True, OEP[::-1])
def tem_corda(G, ciclo):
tamanho_ciclo = len(ciclo)
for indice_v, v in enumerate(ciclo):
for u in G.vizinhos[v]:
adjacentes_v = [
ciclo[indice_v - 1], ciclo[(indice_v + 1) % tamanho_ciclo]
]
if u not in adjacentes_v and u in ciclo:
conta_memoria()
return True
conta_memoria()
return False
def eh_cordal_forca_bruta(G):
ciclos = achar_ciclos4_forca_bruta(G)
proibidos = []
qtd_sem_corda = 0
for ciclo in ciclos:
if not tem_corda(G, ciclo):
proibidos.append(ciclo)
qtd_sem_corda += 1
conta_memoria()
if qtd_sem_corda == 0:
return (True, qtd_sem_corda, [])
return (False, qtd_sem_corda, proibidos)
def testar_ordem_eliminacao_perfeita(G, ordenacao, predecessores):
test = [
] #conjunto de pares de vértices que devem ser testados para verificar se formam aresta
for i in range(len(G.vertices) - 1, -1, -1): #O(n)
if predecessores[ordenacao[i]] != []: #O(1)
u = predecessores[ordenacao[i]][-1] #O(1)
for w in predecessores[ordenacao[
i]]: #para cada vértice na ordenação, verificamos os vizinhos, logo passamos por todas as arestas 2x, então é na ordem de O(n + 2m), considerando o loop exterior
if u != w: #O(1)
test.append((u, w)) #O(1)
conta_memoria()
for u, v in test:
if u in G.vizinhos[v]:
continue
else:
return (False, (u, v))
return (True, None)
def encontrar_ciclo(G, u, v):
caminhos = []
while True:
caminho = caminho_de_u_ate_v(
G,
u,
v,
caminho_proibido=[v for caminho in caminhos for v in caminho])
if caminho == []:
conta_memoria()
break
caminhos.append(caminho)
ciclo = []
for i in range(0, len(caminhos) - 1):
for j in range(i + 1, len(caminhos)):
ciclo = [u] + caminhos[i][::-1] + [v] + caminhos[j]
if not tem_corda(G, ciclo):
conta_memoria()
return ciclo
conta_memoria()
return []
def achar_ciclos4_forca_bruta(G):
ciclos = [] #variável que contém todos os ciclos únicos encontrados
for v in G.vertices: #percorremos a partir de cada um dos vértices
vertice_inicial = v
pilha = deque(
) #um conteiner que contém todos os caminhos que iniciam a partir do vértice_inicial (poderia ser qualquer conteiner, na real)
pilha.append([vertice_inicial
]) #o caminho inicial começa com o vértice_inicial
while pilha: #enquanto a pilha não estiver vazia
caminho_ate_v = pilha.pop() #removemos algum caminho do conteiner
v = caminho_ate_v[-1] #último vértice do caminho até o momento
for u in G.vizinhos[
v]: #para continuar o caminho, percorremos os vizinhos do último vértice
if u == vertice_inicial: #caso um dos vizinhos seja o vertice_inicial, então formamos um ciclo que começa e termina em vertice_inicial
if len(
caminho_ate_v
) > 3: #para o problema de grafos cordais (força bruta), queremos apenas os ciclos de tamanho 4 ou maiores
novo_ciclo = caminho_ate_v
ciclo_duplicado = any(
[ciclos_sao_iguais(novo_ciclo, c) for c in ciclos]
) #verificamos se o novo ciclo já foi encontrado anteriormente (pode estar permutado)
if not ciclo_duplicado: #se o ciclo é diferente de todos os outros até agora
ciclos.append(novo_ciclo.copy(
)) #novo ciclo é adicionado aos ciclos encontrados
elif u not in caminho_ate_v: #caso o vizinho u seja diferente do vértice inicial, precisamos saber se u já não está no caminho (formaria um ciclo com 'folhas')
caminho_ate_u = caminho_ate_v[:] #cópia do caminho
caminho_ate_u.append(
u) #vizinho u é adicionado ao novo caminho
pilha.append(
caminho_ate_u) #novo caminho é adicionado na pilha
conta_memoria()
return ciclos
args = parser.parse_args()
if not utils.hp:
print("Módulo guppy não encontrado. Não será possível contar a memória utilizada pelos algoritmos!\nPara instalar o módulo guppy, use esse comando no cmd/terminal: pip install -U guppy3")
elif args.contar_memoria:
print("<<CUIDADO: O contador de memória deixa a execução dos algoritmos significantemente mais devagar>>")
else:
utils.hp = None
arquivo = args.arquivo
g = Grafo(arquivo)
print("Grafo carregado:")
print(g)
if args.metodo in {"fb", "forca_bruta"}:
print("Executando o algoritmo força bruta")
mem_antes = utils.conta_memoria()
saida_fb = forca_bruta.eh_cordal_forca_bruta(g)
mem_utilizada = utils.conta_memoria() - mem_antes
if saida_fb[0] == False:
print("O grafo não é cordal!")
print(str(saida_fb[1]) + " dos ciclos de tamanho > 3 não contêm cordas")
print("Subgrafo(s) proibido(s) encontrado(s): ")
for proibido in saida_fb[2]:
print(", ".join(proibido))
else:
print("O grafo é cordal!")
if args.contar_memoria:
print("Memória utilizada: " + str(mem_utilizada / 1000.0) + " KB")
