]> Creatis software - CreaPhase.git/blobdiff - octave_packages/m/sparse/treelayout.m
update packages
[CreaPhase.git] / octave_packages / m / sparse / treelayout.m
diff --git a/octave_packages/m/sparse/treelayout.m b/octave_packages/m/sparse/treelayout.m
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fbe0d0a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,227 @@
+## Copyright (C) 2008-2012 Ivana Varekova & Radek Salac
+##
+## This file is part of Octave.
+##
+## Octave is free software; you can redistribute it and/or modify it
+## under the terms of the GNU General Public License as published by
+## the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
+## your option) any later version.
+##
+## Octave is distributed in the hope that it will be useful, but
+## WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+## General Public License for more details.
+##
+## You should have received a copy of the GNU General Public License
+## along with Octave; see the file COPYING.  If not, see
+## <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+## -*- texinfo -*-
+## @deftypefn  {Function File} {} treelayout (@var{tree})
+## @deftypefnx {Function File} {} treelayout (@var{tree}, @var{permutation})
+## treelayout lays out a tree or a forest.  The first argument @var{tree} is a
+## vector of
+## predecessors, optional parameter @var{permutation} is an optional postorder
+## permutation.
+## The complexity of the algorithm is O(n) in
+## terms of time and memory requirements.
+## @seealso{etreeplot, gplot, treeplot}
+## @end deftypefn
+
+function [x_coordinate, y_coordinate, height, s] = treelayout (tree, permutation)
+  if (nargin < 1 || nargin > 2 || nargout > 4)
+    print_usage ();
+  elseif (! isvector (tree) || rows (tree) != 1 || ! isnumeric (tree)
+          ||  any (tree > length (tree)) || any (tree < 0))
+    error ("treelayout: the first input argument must be a vector of predecessors");
+  else
+    ## Make it a row vector.
+    tree = tree(:)';
+
+    ## The count of nodes of the graph.
+    num_nodes = length (tree);
+    ## The number of children.
+    num_children = zeros (1, num_nodes + 1);
+
+    ## Checking vector of predecessors.
+    for i = 1 : num_nodes
+      if (tree(i) < i)
+        ## This part of graph was checked before.
+        continue;
+      endif
+
+      ## Try to find cicle in this part of graph using modified Floyd's
+      ## cycle-finding algorithm.
+      tortoise = tree(i);
+      hare = tree(tortoise);
+
+      while (tortoise != hare)
+        ## End after finding a cicle or reaching a checked part of graph.
+
+        if (hare < i)
+          ## This part of graph was checked before.
+          break
+        endif
+
+        tortoise = tree(tortoise);
+        ## Hare will move faster than tortoise so in cicle hare must
+        ## reach tortoise.
+        hare = tree(tree(hare));
+
+      endwhile
+
+      if (tortoise == hare)
+        ## If hare reach tortoise we found circle.
+        error ("treelayout: vector of predecessors has bad format");
+      endif
+
+    endfor
+    ## Vector of predecessors has right format.
+
+    for i = 1:num_nodes
+      ## vec_of_child is helping vector which is used to speed up the
+      ## choice of descendant nodes.
+
+      num_children(tree(i)+1) = num_children(tree(i)+1) + 1;
+    endfor
+
+    pos = 1;
+    start = zeros (1, num_nodes+1);
+    xhelp = zeros (1, num_nodes+1);
+    stop = zeros (1, num_nodes+1);
+    for i = 1 : num_nodes + 1
+      start(i) = pos;
+      xhelp(i) = pos;
+      pos += num_children(i);
+      stop(i) = pos;
+    endfor
+
+    if (nargin == 1)
+      for i = 1:num_nodes
+        vec_of_child(xhelp(tree(i)+1)) = i;
+        xhelp(tree(i)+1) = xhelp(tree(i)+1) + 1;
+      endfor
+    else
+      vec_of_child = permutation;
+    endif
+
+    ## The number of "parent" (actual) node (it's descendants will be
+    ## browse in the next iteration).
+    par_number = 0;
+
+    ## The x-coordinate of the left most descendant of "parent node"
+    ## this value is increased in each leaf.
+    left_most = 0;
+
+    ## The level of "parent" node (root level is num_nodes).
+    level = num_nodes;
+
+    ## num_nodes - max_ht is the height of this graph.
+    max_ht = num_nodes;
+
+    ## Main stack - each item consists of two numbers - the number of
+    ## node and the number it's of parent node on the top of stack
+    ## there is "parent node".
+    stk = [-1, 0];
+
+    ## Number of vertices s in the top-level separator.
+    s = 0;
+    ## Flag which says if we are in top level separator.
+    top_level = 1;
+    ## The top of the stack.
+    while (par_number != -1)
+      if (start(par_number+1) < stop(par_number+1))
+        idx = vec_of_child(start(par_number+1) : stop(par_number+1) - 1);
+      else
+        idx = zeros (1, 0);
+      endif
+
+      ## Add to idx the vector of parent descendants.
+      stk = [stk; [idx', ones(fliplr(size(idx))) * par_number]];
+
+      ## We are in top level separator when we have one child and the
+      ## flag is 1
+      if (columns(idx) == 1 && top_level == 1)
+        s++;
+      else
+        # We aren't in top level separator now.
+        top_level = 0;
+      endif
+      ## If there is not any descendant of "parent node":
+      if (stk(end,2) != par_number)
+       left_most++;
+       x_coordinate_r(par_number) = left_most;
+       max_ht = min (max_ht, level);
+       if (length(stk) > 1 && find ((shift(stk,1)-stk) == 0) > 1
+           && stk(end,2) != stk(end-1,2))
+          ## Return to the nearest branching the position to return
+          ## position is the position on the stack, where should be
+          ## started further search (there are two nodes which has the
+          ## same parent node).
+
+          position = (find ((shift (stk(:,2), 1) - stk(:,2)) == 0))(end) + 1;
+          par_number_vec = stk(position:end,2);
+
+          ## The vector of removed nodes (the content of stack form
+          ## position to end).
+
+          level += length (par_number_vec);
+
+          ## The level have to be decreased.
+
+          x_coordinate_r(par_number_vec) = left_most;
+          stk(position:end,:) = [];
+        endif
+
+        ## Remove the next node from "searched branch".
+
+        stk(end,:) = [];
+        ## Choose new "parent node".
+        par_number = stk(end,1);
+        ## If there is another branch start to search it.
+        if (par_number != -1)
+          y_coordinate(par_number) = level;
+          x_coordinate_l(par_number) = left_most + 1;
+        endif
+      else
+
+        ## There were descendants of "parent nod" choose the last of
+        ## them and go on through it.
+        level--;
+        par_number = stk(end,1);
+        y_coordinate(par_number) = level;
+        x_coordinate_l(par_number) = left_most + 1;
+      endif
+    endwhile
+
+    ## Calculate the x coordinates (the known values are the position
+    ## of most left and most right descendants).
+    x_coordinate = (x_coordinate_l + x_coordinate_r) / 2;
+
+    height = num_nodes - max_ht - 1;
+  endif
+endfunction
+
+%!test
+%! % Compute a simple tree layout
+%! [x, y, h, s] = treelayout ([0, 1, 2, 2]);
+%! assert (x, [1.5, 1.5, 2, 1]);
+%! assert (y, [3, 2, 1, 1]);
+%! assert (h, 2);
+%! assert (s, 2);
+
+%!test
+%! % Compute a simple tree layout with defined postorder permutation
+%! [x, y, h, s] = treelayout ([0, 1, 2, 2], [1, 2, 4, 3]);
+%! assert (x, [1.5, 1.5, 1, 2]);
+%! assert (y, [3, 2, 1, 1]);
+%! assert (h, 2);
+%! assert (s, 2);
+
+%!test
+%! % Compute a simple tree layout with defined postorder permutation
+%! [x, y, h, s] = treelayout ([0, 1, 2, 2], [4, 2, 3, 1]);
+%! assert (x, [0, 0, 0, 1]);
+%! assert (y, [0, 0, 0, 3]);
+%! assert (h, 0);
+%! assert (s, 1);