Boost Graph Library中VF2（子图同构）算法的使用

Boost Graph Library，简称BGL，库中有各种各样经典的Graph算法，这里介绍其中的VF2算法——vf2_subgraph_iso。

数据怎么存

在BGL中，图是用adjacency_list类型数据存储，也就是邻接列表，里面可以存顶点信息，连接边信息，以下面的代码为例，介绍下这个接口的使用方法，具体详情如下代码所示：

#include<string>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<stack>
#include<boost/property_map/property_map.hpp>
#include<boost/graph/adjacency_list.hpp>
#include <boost/graph/named_function_params.hpp>
#include <boost/graph/graphviz.hpp>
#include <boost/graph/properties.hpp>
#include <boost/graph/vf2_sub_graph_iso.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;//自定义顶点信息结构体
struct V {string m_name;int m_id;bool operator==(const V& other) // 这里需要重写这个运算符，当使用自定义类型作为顶点类型时，算法判断顶点是否相等，最终会走到顶点的==运算符中。{return m_id == other.m_id;}};struct E {string m_name;double m_wight;bool operator==(const E& other)// 同顶点信息的运算符{return m_wight == other.m_wight;}
};template < typename Graph1, typename Graph2 >
struct MyVF2Callback // 自定义回调函数，当算法运算完毕需要输出结果时，是采用回调的方式输出结果，所以会在重载的运算符()输出结果，
{MyVF2Callback(const Graph1& graph1, const Graph2& graph2): graph1_(graph1), graph2_(graph2){}template < typename CorrespondenceMap1To2, typename CorrespondenceMap2To1 >bool operator()(CorrespondenceMap1To2 f, CorrespondenceMap2To1) const{// Print (sub)graph isomorphism mapBGL_FORALL_VERTICES_T(v, graph1_, Graph1)std::cout << '(' << get(vertex_index_t(), graph1_, v) << ", "<< get(vertex_index_t(), graph2_, get(f, v)) << ") ";return true;}private:const Graph1& graph1_;const Graph2& graph2_;
};// 自定义比较函数，根据顶点属性中的m_id进行排序,这里只是随便例举了一个属性，当然可以使用任意的属性作比较
template<typename PropertyMap>
struct CompareById {const PropertyMap& property_map;CompareById(const PropertyMap& map): property_map(map) {}// 是以自定义顶点结构体的m_id作为判断依据bool operator()(const typename boost::property_traits<PropertyMap>::key_type& u,const typename boost::property_traits<PropertyMap>::key_type& v) const {return property_map[u].m_id < property_map[v].m_id;}
};// 自定义顶点排序搜索函数
template<typename Graph>
std::vector<typename boost::graph_traits<Graph>::vertex_descriptor>
vertex_order_by_id(const Graph& graph) {auto property_map = get(vertex_name, graph);typedef decltype(property_map) PropertyMap;typedef typename boost::graph_traits<Graph>::vertex_descriptor Vertex;std::vector<Vertex> vertex_order;std::copy(boost::vertices(graph).first, boost::vertices(graph).second,std::back_inserter(vertex_order));std::sort(vertex_order.begin(), vertex_order.end(), CompareById<PropertyMap>(property_map));return vertex_order;
}void main()
{typedef property< edge_name_t, E > edge_property; //定义边的属性，其中E是自定义类型，在途中使用get(edge_name, Graph)返回的就是E类型的property_map。typedef property< vertex_name_t, V, property< vertex_index_t, int > > //定义顶点的属性，property< vertex_index_t, int >表示顶点容器的索引值为int类型vertex_property;// Using a vecS graphs => the index maps are implicit.typedef adjacency_list< vecS, vecS, bidirectionalS, vertex_property,edge_property >graph_type;// Build graph1graph_type graph1;add_vertex(V({ "1", 1 }), graph1); // 加入第一个顶点信息，顶点属性数据是V({ "1", 1 })add_vertex(V({ "2", 2 }), graph1);// 加入第二个顶点信息，顶点属性数据是V({ "2", 2 })add_vertex(V({ "3", 3 }), graph1);add_edge(0, 1, E({ "e0", 11 }), graph1);// 加入边信息，边的两个顶点idx是0和1，边的属性数据是E({ "e0", 11 })// Build graph2graph_type graph2;add_vertex(V({ "11", 1 }), graph2); // 同graph1add_vertex(V({ "22", 2 }), graph2);add_vertex(V({ "33", 3 }), graph2);add_edge(2, 2, E({"e1", 10}), graph2);// create predicatestypedef property_map< graph_type, vertex_name_t >::type vertex_name_map_t;typedef property_map_equivalent< vertex_name_map_t, vertex_name_map_t >vertex_comp_t;vertex_comp_t vertex_comp = make_property_map_equivalent(get(vertex_name, graph1), get(vertex_name, graph2)); // 定义顶点的比较器，最终会走到顶点类型中operator()里typedef property_map< graph_type, edge_name_t >::type edge_name_map_t;typedef property_map_equivalent< edge_name_map_t, edge_name_map_t >edge_comp_t;edge_comp_t edge_comp = make_property_map_equivalent(get(edge_name, graph1), get(edge_name, graph2));// 定义边的比较器，最终会走到边类型中operator()里// Create callbackMyVF2Callback< graph_type, graph_type > callback(graph1, graph2); /*定义回调函数，算法匹配结果会在这里输出，如果使用BGL默认的 “vf2_print_callback<graph_type, graph_type> callback(graph1,                                        graph2);”是没办法以自己的方式去处理输出数据，默认的只是将输出输出在控制平台*//**这里是算法的入口，主要是callback 和vertex_order_by_id(graph1)参数我们可以修改，callback是回调函数，算法结果输出的位置；* vertex_order_by_id这个是小图搜索顶点的数组，也就是这里容器的顺序就是算法搜索顶点的顺序，默认的是 vertex_order_by_mult(graph1)，* 是以顶点的入读和出度的乘积作为排序的参数，如果希望自定义排序，就需要按照要求定义一个排序，参照上述代码中的vertex_order_by_id，也就是输出的类型需要时是 std::vector< typename graph_traits< Graph >::vertex_descriptor >，就是小图 vertex_descriptor（可以理解为索引）的数组。*/vf2_subgraph_iso(graph1, graph2, callback, vertex_order_by_id(graph1), edges_equivalent(edge_comp).vertices_equivalent(vertex_comp));}