pkg: remove version from include/libstick-0.1/
[libstick.git] / include / libstick-0.1 / simplicialcomplex.h
diff --git a/include/libstick-0.1/simplicialcomplex.h b/include/libstick-0.1/simplicialcomplex.h
deleted file mode 100644 (file)
index 1695e25..0000000
+++ /dev/null
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-#ifndef simplicialcomplex_h_nealaezeojeeChuh
-#define simplicialcomplex_h_nealaezeojeeChuh
-
-#include <stdint.h>
-#include <cstdlib>
-#include <cstring>
-#include <algorithm>
-#include <vector>
-#include <limits>
-
-#include <iostream>
-
-#include "booleanmatrix.h"
-
-
-namespace libstick {
-
-/** A simplicial complex is a std::vector of simplices such that each face is
- * also part of the complex. Every simplex has dimension at most MAXDIM. The
- * indices of simplices resp. their faces are of type IT. To each simplex a
- * value is assigend, which is of type VT. When a simplicial_complex is
- * instantiated, a single (-1) dimensional simplex is automatically created.
- * Each 0-dimensional simplex automatically has this simplex as its face.
- * Consequently, the innner class simplex_order gives the extended boundary
- * matrix. */
-template<int MAXDIM, class IT, class VT>
-class simplicial_complex {
-
-    public:
-        /** The type of this class. */
-        typedef simplicial_complex<MAXDIM, IT, VT> simplcompltype;
-        /** Type of indices of simplices. */
-        typedef IT index_type;
-        /** To every simplex a function value is assigned according to which a
-         * filtration is considered. This is the value type of the function. */
-        typedef VT value_type;
-
-        /** A simplex of the complex. */
-        struct simplex {
-            /** Dimension of the simplex. */
-            int dim;
-            /** The indices of the faces of the simplex. */
-            index_type faces[MAXDIM+1];
-            /** The value of the simplex. */
-            value_type value;
-
-            /** Create a new simplex with dimension 'dim', (dim+1)-faces and
-             * its value. If simpley is 0-dimensional, its face is
-             * automatically set to one (-1)-dimensional simplex. */
-            static simplex create(int dim, index_type* faces, value_type value) {
-                assert(0 <= dim && dim <= MAXDIM);
-
-                simplex s;
-                s.dim = dim;
-                s.value = value;
-
-                if (dim > 0)
-                    memcpy(s.faces, faces, face_count_bydim(dim)*sizeof(index_type));
-                else
-                    s.faces[0] = 0;
-
-                return s;
-            }
-
-            /** Create a (-1)-dimensional simplex. It has the lowest possible value. */
-            static simplex create_minusonedim_simplex() {
-                simplex s;
-
-                s.dim = -1;
-                s.faces[0] = 0;
-                s.value = std::numeric_limits<VT>::has_infinity
-                            ? -std::numeric_limits<VT>::infinity()
-                            : std::numeric_limits<VT>::min();
-
-                return s;
-            }
-
-            /** Get number of faces. */
-            size_t face_count() const {
-                return face_count_bydim(dim);
-            }
-
-            /** Get number of faces of a dim-dimensional simplex. */
-            static size_t face_count_bydim(int dim) {
-                assert(-1 <= dim && dim <= MAXDIM);
-                return dim + 1;
-            }
-        };
-
-        /** An order of the simplices of complex c. An order can be interpreted
-         * as a permuation of the complex's std::vector of simplices.  */
-        class simplex_order {
-
-            public:
-                typedef boolean_colmatrix<IT> boundary_matrix;
-
-                /** Create a standard order of the complex c, i.e., the identity permutation. */
-                simplex_order(const simplcompltype &c) :
-                    c(c)
-                    {
-                    reset();
-                }
-
-                /** Reset order to the identity permutation of the complex's simplices. */
-                void reset() {
-                    order.clear();
-                    for (unsigned i=0; i < c.size(); ++i)
-                        order.push_back(i);
-                    revorder = order;
-                }
-
-                /** Return number of simplices. */
-                size_t size() const {
-                    assert(order.size() == revorder.size());
-                    return order.size();
-                }
-
-                /** Get i-th simplex in the simplex order. */
-                const simplex& get_simplex(index_type i) const {
-                    assert(0 <= i && i < size());
-                    return c.simplices[order.at(i)];
-                }
-
-                const simplcompltype& get_complex() const {
-                    return c;
-                }
-
-                /** Returns true iff the faces of simplex i are before i in this order. */
-                bool is_filtration() const {
-                    assert(size() == c.size());
-
-                    for (unsigned i=0; i < size(); ++i)
-                        for (unsigned f=0; f < get_simplex(i).face_count(); ++f)
-                            if (revorder[get_simplex(i).faces[f]] >= i)
-                                return false;
-
-                    return true;
-                }
-
-                /** Returns true iff is_filtration() gives true and values of simplices
-                 * are monotone w.r.t. this order of simplices. */
-                bool is_monotone() const {
-                    assert(size() == c.size());
-
-                    for (unsigned i=1; i < size(); ++i)
-                        if (get_simplex(i-1).value > get_simplex(i).value)
-                            return false;
-
-                    return is_filtration();
-                }
-
-                /** Randomize order. It has hardly any impact on runtime, but
-                 * it makes cycles "nicer" when the simplice's function values
-                 * are constant.
-                 * */
-                void randomize_order() {
-                    std::random_shuffle(order.begin(), order.end());
-                    restore_revorder_from_order();
-                }
-
-                /** Sort simplices such that is_monotone() gives true. This
-                 * requires that the complex's is_monotone() gave true
-                 * beforehand.*/
-                void make_monotone_filtration() {
-                    assert(c.is_monotone());
-
-                    std::sort(order.begin(), order.end(), cmp_monotone_filtration(c));
-                    restore_revorder_from_order();
-
-                    assert(c.is_monotone());
-                    assert(is_filtration());
-                    assert(is_monotone());
-                }
-
-                /** Get the boundary matrix of the complex according to this order. */
-                boundary_matrix get_boundary_matrix() const {
-                    boundary_matrix mat(size());
-
-                    for (unsigned c=0; c < size(); ++c)
-                        for(unsigned r=0; r < get_simplex(c).face_count(); ++r)
-                            mat.set(revorder[get_simplex(c).faces[r]], c, true);
-
-                    return mat;
-                }
-
-            private:
-                /** Reconstruct 'revorder' by inverting the permutation given by 'order'. */
-                void restore_revorder_from_order() {
-                    // Make revorder * order the identity permutation
-                    for (unsigned i=0; i < size(); ++i)
-                        revorder[order[i]] = i;
-                }
-
-                /** The complex of which we consider a simplex order. */
-                const simplcompltype &c;
-
-                /** The i-th simplex in order is the order[i]-th simplex of the
-                 * complex. 'order' can be seen as a permutation of the
-                 * simplices saved in 'c'. */
-                std::vector<index_type> order;
-
-                /** The i-th simplex in the complex is the revorder[i]-th
-                 * simplex in order. 'revorder' can be seen as the inverse
-                 * permutation saved in 'order'. */
-                std::vector<index_type> revorder;
-        };
-
-    public:
-        simplicial_complex() {
-            // Add the one minus-one dimensional simplex
-            add_simplex(simplex::create_minusonedim_simplex());
-        }
-
-        /** Remove all simplices except the dummy simplex */
-        void clear() {
-            simplices.resize(1);
-        }
-
-        /** Return number of simplices. */
-        size_t size() const {
-            return simplices.size();
-        }
-
-        /** Add a simplex to the complex. The dimension of the faces must be
-         * dim-1, and they must already be part of the complex. Returns the
-         * index of the added simplex. */
-        index_type add_simplex(int dim, index_type* faces, value_type value) {
-            return add_simplex(simplex::create(dim, faces, value));
-        }
-
-        /** Add a simplex to the complex of at least dimension 1. The dimension
-         * of the faces must be dim-1, and they must already be part of the
-         * complex. The value of the simplex is set to the maximum value of its
-         * faces. Returns the index of the added simplex. */
-        index_type add_simplex(int dim, index_type* faces) {
-            assert(dim >= 1);
-
-            // Get max value of its faces
-            VT value = simplices[faces[0]].value;
-            for (size_t i=0; i < simplex::face_count_bydim(dim); ++i)
-                value = std::max(value, simplices[faces[i]].value);
-
-            return add_simplex(dim, faces, value);
-        }
-
-        /** Add a simplex to the complex. The dimension of the faces must be
-         * dim-1, and they must already be part of the complex. Returns the
-         * index of the added simplex. */
-        index_type add_simplex(simplex s) {
-            // Check requirements for faces
-            for (unsigned i=0; i < s.face_count(); ++i) {
-                // Faces are already in complex.
-                assert(s.faces[i] < size());
-                // Faces have dimension dim-1
-                assert(simplices[s.faces[i]].dim == s.dim-1);
-            }
-
-            // index_type must be large enough
-            assert(simplices.size() < std::numeric_limits<IT>::max());
-
-            index_type idx = simplices.size();
-            simplices.push_back(s);
-            return idx;
-        }
-
-        /** Add an array of simplices */
-        void add_simplices(simplex* sarray, size_t count) {
-            for (unsigned i=0; i < count; ++i)
-                add_simplex(sarray[i]);
-        }
-
-        /** Return true iff for each simplex i with dimension dim it holds that
-         * the faces of i are contained in the complex and have dimension dim-1. */
-        bool is_complex() const {
-            for (unsigned i=0; i < size(); ++i) {
-
-                const simplex &s = simplices[i];
-                for (unsigned f=0; f < s.face_count(); ++f) {
-
-                    if (s.faces[f] >= size())
-                        return false;
-
-                    const simplex &face = simplices[s.faces[f]];
-                    if (face.dim != s.dim-1)
-                        return false;
-                }
-            }
-            return true;
-        }
-
-        /** Returns true iff simplex's values are monotone w.r.t.
-         * face-inclusion, i.e., for each simplex its value is not smaller than
-         * the values of its faces. Requires that is_complex() gives true. */
-        bool is_monotone() const {
-            assert(is_complex());
-
-            typename std::vector<simplex>::const_iterator it = ++simplices.begin();
-            for (; it != simplices.end(); ++it)
-                for (unsigned f=0; f < it->face_count(); ++f)
-                    if (simplices[it->faces[f]].value > it->value)
-                        return false;
-
-            return true;
-        }
-
-    private:
-        /** Compares (operator<) two simplices (i.e. indices) in a
-         * simplex_order w.r.t. lexicographical order on (value,
-         * dimension)-tuples. */
-        struct cmp_monotone_filtration {
-            const simplicial_complex &c;
-
-            cmp_monotone_filtration(const simplicial_complex &c) :
-                c(c){
-                }
-
-            bool operator()(index_type i, index_type j) {
-                const simplex& si = c.simplices[i];
-                const simplex& sj = c.simplices[j];
-
-                if (si.value < sj.value)
-                    return true;
-                else if (si.value == sj.value)
-                    return si.dim < sj.dim;
-                else
-                    return false;
-            }
-        };
-
-    public:
-        /** A list of simplices */
-        std::vector<simplex> simplices;
-};
-
-}
-
-
-#endif