Site Search:

Digraph.java bfs path


import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Set;
import java.util.Stack;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

public class Digraph {
    private Map<Integer, Set<Integer>> neighbors = new HashMap<>();
    private Set<Integer> marked = new HashSet<>();
    private boolean reached;
    private Integer goal;
    private Integer start;
    private int count;
    private Integer[] edgeTo;
    public Set<Integer> getPoints() {
        Set<Integer> points = neighbors.keySet().stream().collect(Collectors.toCollection(HashSet::new));
        this.neighbors.values().forEach(i -> points.addAll(i));
        return points;
    }
    public int size() {
        return getPoints().size();
    }
    public long edgeSize() {
        return neighbors.values().stream().collect(Collectors.summingLong(Set::size));
    }
    public void addEdge(int a, int b) {
        neighbors.computeIfAbsent(a, k -> new HashSet<Integer>()).add(b);
        //neighbors.computeIfAbsent(b, k -> new HashSet<Integer>()).add(a);
    }
    
    public void dfsPath(Integer start) {
        this.edgeTo = new Integer[this.size()];
        this.start = start;
        dfs(start);
    }
    
    public void dfs(Integer v) {
        marked.add(v);
        if(neighbors.get(v) == null) return;
        for(Integer w : neighbors.get(v)) {
            if(!marked.contains(w)) {
                edgeTo[w] = v;
                dfs(w);
            }
        }
    }
    
    private void bfs(Integer start) {
        this.edgeTo = new Integer[this.size()];
        this.start = start;
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        marked.add(start);
        queue.add(start);
        while(!queue.isEmpty()) {
            Integer v = queue.poll();
            if(neighbors.get(v) == null) return;
            for(Integer w : neighbors.get(v)) {
                if(!marked.contains(w)) {
                    marked.add(w);
                    edgeTo[w] = v;
                    queue.add(w);
                }
            }
        }
    }
    
    private void printPath(Integer end) {
        if(!marked.contains(end)) {
            System.out.println("//not reachable point " + end);
            return;
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for(Integer i = end; !i.equals(start); i = edgeTo[i]) {
            stack.push(i);
        }
        stack.push(start);
        Integer i = stack.pop();
        while(!stack.isEmpty()) {
            Integer j = stack.pop();
            System.out.println(i +"->" + j + "[label=" + (count++) + ", color=red,penwidth=3.0];");
            i = j;
        }
    }
    
    public static void main(String...args) {
        Digraph g = new Digraph();
        //change the number of points and edges here.
        for(int i = 0; i < 7; i++) {
            g.addEdge(i, i + 1);
            g.addEdge(i, i + 2);
        }
        for(int i = 15; i < 17; i++) {
            g.addEdge(i, i+1);
        }
        g.addEdge(19, 19);
        System.out.println("strict digraph {");
        g.neighbors.keySet().stream().forEach(i -> 
                                             {
                                             Stream.of(g.neighbors.get(i)).flatMap(j -> j.stream())
                                                 .forEach(k -> System.out.println(i + "->" + k + ";"));
                                            });
        //change the start point and goal point here
        //g.dfsPath(3);
        g.bfs(3);
        g.printPath(6);
        //g.bfsGoalSearch(3, 6);
        System.out.println("}");
        System.out.println("number of points: " + g.size());
        System.out.println("number of edges: " + g.edgeSize());
        
    }
}