-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
kolorowanie.py
331 lines (283 loc) · 12.2 KB
/
kolorowanie.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
# coding=utf-8
from graph_tool.all import Graph, load_graph, shortest_distance, local_clustering, vertex_average
import numpy, argparse, sys, logging
from Errors import CiagloscError, CiagloscErrorWezla, IloczynNiePusty, \
GISBaseException, IloczynNiePustyWezlow, PropertyError, LiczebnoscKolorowError
class Sprawdzenie(object):
def __init__(self, graph):
# type: (Graph)
self.graph = graph
def sprawdz(self):
# type: () -> bool
for wezel in self.graph.vertices():
self._liczebnosc_przypisanych_kolorow(wezel)
self._sprawdz_sasiadow(wezel)
return True
def _liczebnosc_przypisanych_kolorow(self, wezel):
try:
powinno_byc = self._liczba_kolorow(wezel)
jest_przypisanych = len(self._przypisane_kolory(wezel))
except GISBaseException as e:
raise e
if powinno_byc == jest_przypisanych:
return True
else:
raise LiczebnoscKolorowError(wezel, powinno_byc, jest_przypisanych)
def _liczba_kolorow(self, wezel):
try:
return int(self.graph.vertex_properties['liczba_kolorow'][wezel])
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=wezel, wlasciwosc=e.message[1])
def _ciaglosc_przedzialu(self, lista):
posortowana = sorted(lista)
if posortowana == range(min(lista), max(lista) + 1):
return True
else:
raise CiagloscError(posortowana)
def _przypisane_kolory(self, wezel):
try:
dziwna_lista = self.graph.vertex_properties['przypisane_kolory'][wezel]
# dziwna lista bo zwraca ['1', ',', ' ', '2', ',', ' ', '3'] zamiast [1,2,3]
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=wezel, wlasciwosc=e.message[1])
try:
splited = dziwna_lista.split(', ')
except AttributeError:
return dziwna_lista # dobra juz jest
return [int(kolor_string) for kolor_string in splited]
def _sprawdz_sasiadow(self, wezel):
try:
moje_kolory = self._przypisane_kolory(wezel)
self._ciaglosc_przedzialu(moje_kolory)
for sasiad in wezel.all_neighbours():
self._sprawdz_wezel(sasiad, moje_kolory)
except CiagloscError as e:
raise CiagloscErrorWezla(wezel, e.przedzial)
except IloczynNiePusty as e:
raise IloczynNiePustyWezlow(e.zbior, sasiad, wezel)
except GISBaseException as e:
raise e
return True
def _sprawdz_wezel(self, sasiad, kolory):
zbior_kolorow_sasiada = set(self._przypisane_kolory(sasiad))
iloczyn = zbior_kolorow_sasiada & set(kolory)
zbior_pusty = set()
if (iloczyn == zbior_pusty):
return True
else:
raise IloczynNiePusty(iloczyn)
class StatInfo(object):
def __init__(self, graph):
self.graph = graph
def _przypisane_kolory(self, wezel):
try:
dziwna_lista = self.graph.vertex_properties['przypisane_kolory'][wezel]
# dziwna lista bo zwraca ['1', ',', ' ', '2', ',', ' ', '3'] zamiast [1,2,3]
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=wezel, wlasciwosc=e.message[1])
try:
splited = dziwna_lista.split(', ')
except AttributeError:
return dziwna_lista # dobra juz jest
return [int(kolor_string) for kolor_string in splited]
def srednia_liczba_kolorow(self):
lista = []
for v in self.graph.vertices():
try:
liczba = self.graph.vertex_properties['liczba_kolorow'][v]
lista.append(int(liczba))
# dziwna lista bo zwraca ['1', ',', ' ', '2', ',', ' ', '3'] zamiast [1,2,3]
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=v, wlasciwosc=e.message[1])
return numpy.average(lista)
def max_kolor(self):
maximum = 0
for v in self.graph.vertices():
lista_max = self._przypisane_kolory(v)
lista_max.append(maximum)
maximum = max(lista_max)
return maximum
def liczba_krawedzi(self):
suma = 0
for v in self.graph.vertices():
suma = suma + len(list(v.all_edges()))
return suma / 2
def liczba_wierzcholkow(self):
return len(list(self.graph.vertices()))
def sredni_stopien_wierzcholka(self):
lista_stopni = []
for v in self.graph.vertices():
lista_stopni.append(len(list(v.all_edges())))
return numpy.average(lista_stopni)
def sredni_wspolczynnik_klasteryzacji(self):
'''The local clustering coefficient [watts-collective-1998] ci is defined as
ci=|{ejk}| / (ki(ki−1)) :vj,vk∈Ni,ejk∈E
where ki is the out-degree of vertex i, and
Ni={vj:eij∈E}
is the set of out-neighbours of vertex i.
For undirected graphs the value of ci is normalized as c′i=2ci.
The implemented algorithm runs in O(|V|⟨k⟩2) time, where ⟨k⟩ is the average out-degree
https://en.wikipedia.org/wiki/Clustering_coefficient'''
lc = local_clustering(self.graph, undirected=True)
return vertex_average(self.graph, lc)[0]
def srednia_dlugosc_sciezki(self):
# shortest_distance korzysta z algorytmu Johnson'a O(V E log V).
srednie = []
for len_array in shortest_distance(self.graph):
srednie.append(len_array)
return numpy.average(srednie)
def statystyki(self):
# stat = OrderedDict()
stat = {}
stat['sredni_wspolczynnik_klasteryzacji'] = self.sredni_wspolczynnik_klasteryzacji()
stat['srednia_dlugosc_sciezki'] = self.srednia_dlugosc_sciezki()
stat['liczba_wierzcholkow'] = self.liczba_wierzcholkow()
stat['liczba_krawedzi'] = self.liczba_krawedzi()
try:
stat['max_kolor'] = self.max_kolor()
except PropertyError:
pass
try:
stat['srednia_liczba_kolorow'] = self.srednia_liczba_kolorow()
except PropertyError:
pass
stat['sredni_stopien_wierzcholka'] = self.sredni_stopien_wierzcholka()
return stat
class Kolorowanie(object):
def __init__(self, file_input):
self.graph = load_graph(file_input)
self.spr = Sprawdzenie(self.graph)
self.stat = StatInfo(self.graph)
def sprawdzenie(self):
# type: () -> bool
return self.spr.sprawdz()
def statystyki(self):
return self.stat.statystyki()
def _przypisane_kolory(self, wezel):
try:
dziwna_lista = self.graph.vertex_properties['przypisane_kolory'][wezel]
# dziwna lista bo zwraca ['1', ',', ' ', '2', ',', ' ', '3'] zamiast [1,2,3]
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=wezel, wlasciwosc=e.message[1])
dobra_lista = []
for i in dziwna_lista:
try:
dobra_lista.append(int(i))
except ValueError:
continue
return dobra_lista
def _liczba_kolorow(self, wezel):
try:
return int(self.graph.vertex_properties['liczba_kolorow'][wezel])
except KeyError as e:
raise PropertyError(wierzcholek=wezel, wlasciwosc=e.message[1])
def koloruj(self):
self._dodaj_i_inicjuj_wlasciwosc_przypisane_kolory()
lista_wezlow = list(self.graph.vertices())
self._seria_sortowan(lista_wezlow)
log_100 = len(lista_wezlow)
log_x = log_100
while lista_wezlow != []:
wezel = lista_wezlow[0]
# print 'koloruje ', lista_wezlow[wezel]
kolory = self._koloruj_wierzcholek(wezel)
self.graph.vertex_properties['przypisane_kolory'][wezel] = kolory
lista_wezlow.remove(lista_wezlow[0])
self._seria_sortowan(lista_wezlow)
log_x = log_x - 1
logging.info(" postęp: " + str(int(100 - log_x * 100 / log_100)) + "%")
def _seria_sortowan(self, lista_wezlow):
self._sortuj_liczba_kolorow(lista_wezlow)
self._sortuj_stopien(lista_wezlow)
self._sortuj_suma_przypisanych_kolorow_sasiadow(lista_wezlow)
def zapisz(self, output_file):
posplitowane = output_file.split('.')
if len(posplitowane) == 1:
output_file = output_file + '.dot'
else:
output_file = ('_').join(posplitowane[:-1])
if posplitowane[-1] == 'dot':
output_file = output_file + '.dot'
else:
output_file = output_file + '.xml'
self.graph.save(output_file)
def _dodaj_i_inicjuj_wlasciwosc_przypisane_kolory(self):
self.graph.vertex_properties['przypisane_kolory'] = self.graph.new_vertex_property('vector<int>')
def _sortuj_liczba_kolorow(self, lista_wezlow, od_najwiekszego=True):
lista_wezlow.sort(reverse=od_najwiekszego, key=lambda v: self.graph.vertex_properties['liczba_kolorow'][v])
def _sortuj_stopien(self, lista_wezlow, od_najwiekszego=True):
lista_wezlow.sort(reverse=od_najwiekszego, key=lambda v: len(list(v.all_edges())))
def _sortuj_suma_przypisanych_kolorow_sasiadow(self, lista_wezlow, od_najwiekszego=True):
lista_wezlow.sort(reverse=od_najwiekszego, key=self._suma_kolorow_sasiadow)
def _suma_kolorow_sasiadow(self, wezel):
suma = 0
for w in wezel.all_neighbours():
suma = suma + len(self._przypisane_kolory(w))
# print 'wezel',str(wezel), ' ',suma
return suma
def _koloruj_wierzcholek(self, wezel):
liczba_kolorow = self._liczba_kolorow(wezel)
lista_list_kolorow_sasiadow = self._listy_przypisanych_kolorow_sasiadow(wezel)
zbior_kolorow_sasiadow = self._zbior(lista_list_kolorow_sasiadow)
try:
maximum = max(zbior_kolorow_sasiadow)
kolory = range(maximum + 1, maximum + 1 + liczba_kolorow)
for dziura in self._generuj_dziure(zbior_kolorow_sasiadow):
if len(dziura) >= liczba_kolorow:
kolory = dziura[:liczba_kolorow]
break
return kolory
except ValueError as e:
return range(1, liczba_kolorow + 1)
def _generuj_dziure(self, zbior_kolorow_sasiadow):
try:
maximum = max(zbior_kolorow_sasiadow)
except ValueError:
return
dziura = []
for i in xrange(1, maximum + 1):
if i in zbior_kolorow_sasiadow:
if dziura == []:
continue
else:
yield dziura
dziura = []
else:
dziura.append(i)
def _zbior(self, lista_list):
zbior = set()
for lista in lista_list:
for i in lista:
zbior.add(i)
return zbior
def _listy_przypisanych_kolorow_sasiadow(self, wezel):
ret_lista = []
for v in wezel.all_neighbours():
ret_lista.append(self._przypisane_kolory(v))
return ret_lista
if __name__ == '__main__':
parser = argparse.ArgumentParser(prog=sys.argv[0])
parser.add_argument('Input_file')
parser.add_argument('-o', '--output', help="nazwa pliku wynikowego, (type: %(type)s)"
, type=str, default='')
parser.add_argument('-c', '--check', action='store_true',
help='wykonuje sprawdzenie poprawnosci pokolorowania grafu')
parser.add_argument('-s', '--stat', action='store_true',
help='podaje dane statystyczne grafu')
parser.add_argument('--INFO', action='store_true',
help='wyswietla dodatkowe informacje w trakcie wykonywania zadania')
zparsowane = parser.parse_args()
k = Kolorowanie(file_input=zparsowane.Input_file)
if zparsowane.INFO:
logging.basicConfig(level=logging.INFO)
if zparsowane.output:
k.koloruj()
k.zapisz(zparsowane.output)
if zparsowane.check:
k.sprawdzenie()
print "\nGraf został sprawdzony:\n\twynik pozytywny"
if zparsowane.stat:
print "\nStatystyki:"
stat = k.statystyki()
for (key, value) in zip(stat.keys(), stat.values()):
print ' '.join(['\t', key, ':', str(value)])