0e4f6ccb0b28c82020ed8dd0e17b8aab5c5f3164
[utils] /
1 /*
2  * Copyright 2008 the original author or authors.
3  * 
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at
7  * 
8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  * 
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16 package org.wamblee.system.graph;
17
18 import java.util.ArrayList;
19 import java.util.Iterator;
20 import java.util.List;
21
22 /**
23  * Represents a graph consisting of nodes and edges.
24  * 
25  * @author Erik Brakkee
26  */
27 public class Graph {
28
29     private List<Node> _nodes;
30     private List<Edge> _edges;
31
32     /**
33      * Constructs the graph.
34      */
35     public Graph() {
36         _nodes = new ArrayList<Node>();
37         _edges = new ArrayList<Edge>();
38     }
39
40     /**
41      * Adds a node.
42      * 
43      * @param aNode
44      *            Node to add.
45      * @throws IllegalArgumentException
46      *             In case the node already exists. Node equality is checked
47      *             using <code>equals</code>.
48      */
49     public void addNode(Node aNode) {
50         if (_nodes.contains(aNode)) {
51             throw new IllegalArgumentException("Node '" + aNode.getName()
52                     + "' already exists");
53         }
54         _nodes.add(aNode);
55     }
56
57     /**
58      * Finds a node with the given name.
59      * 
60      * @param aName
61      *            Node name.
62      * @return Node or null if not found.
63      */
64     public Node findNode(String aName) {
65         for (Node node : _nodes) {
66             if (node.getName().equals(aName)) {
67                 return node;
68             }
69         }
70         return null;
71     }
72
73     /**
74      * Removes a node.
75      * 
76      * @param aNode
77      *            Node to remove.
78      * @return True iff the node was removed.
79      * @throws IllegalArgumentException
80      *             In case there are edges of which the node is a part.
81      */
82     public boolean removeNode(Node aNode) {
83         if (!findOutgoing(aNode).isEmpty() || !findIncoming(aNode).isEmpty()) {
84             throw new IllegalArgumentException("Cannot remove node '"
85                     + aNode.getName()
86                     + "' because it is connected to one or more edges");
87         }
88         return _nodes.remove(aNode);
89     }
90
91     /**
92      * Adds a list of nodes.
93      * 
94      * @param aNodes
95      *            Nodes to add.
96      * 
97      * @see #addNode(Node)
98      */
99     public void addNodes(List<Node> aNodes) {
100         for (Node node : aNodes) {
101             addNode(node);
102         }
103     }
104
105     /**
106      * Adds an edge.
107      * 
108      * @param aEdge
109      *            Edge to add.
110      * @throws IllegalArgumentException
111      *             In case one of the nodes of the edges is not part of the
112      *             graph or if the same edge (as determined by
113      *             {@link #equals(Object)} is already a part of the graph.
114      */
115     public void addEdge(Edge aEdge) {
116         if (_edges.contains(aEdge)) {
117             throw new IllegalArgumentException("Edge '" + aEdge
118                     + "' already exists");
119         }
120         if (!_nodes.contains(aEdge.getFrom())) {
121             throw new IllegalArgumentException("From node '" + aEdge.getFrom()
122                     + "' from edge '" + aEdge + "' is not part of the graph");
123         }
124         if (!_nodes.contains(aEdge.getTo())) {
125             throw new IllegalArgumentException("To node '" + aEdge.getTo()
126                     + "' from edge '" + aEdge + "' is not part of the graph");
127         }
128         _edges.add(aEdge);
129     }
130
131     /**
132      * Removes an edge. 
133      * @param aEdge Edge to remove. 
134      * @return True if the edge was removed. 
135      */
136     public boolean removeEdge(Edge aEdge) {
137         return _edges.remove(aEdge);
138     }
139
140     /**
141      * Adds a number of edges. 
142      * @param aEdges Edges to add. 
143      */
144     public void addEdges(List<Edge> aEdges) {
145         for (Edge edge : aEdges) {
146             addEdge(edge);
147         }
148     }
149
150     /**
151      * Gets the nodes. 
152      * @return Copy of the list of nodes of the graph. 
153      */
154     public List<Node> getNodes() {
155         return new ArrayList<Node>(_nodes);
156     }
157
158     /**
159      * Gets the edges. 
160      * @return Copy of the list of edges of the graph. 
161      */
162     public List<Edge> getEdges() {
163         return new ArrayList<Edge>(_edges);
164     }
165
166     /**
167      * Extends the graph with edges using an edge factory. All combinations of 
168      * nodes are passed to the factory which creates additional edges. 
169      * @param aFactory Edge factory. 
170      */
171     public void extend(EdgeFactory aFactory) {
172         for (Node from : _nodes) {
173             for (Node to : _nodes) {
174                 _edges.addAll(aFactory.create(from, to));
175             }
176         }
177     }
178     
179     /**
180      * Applies a filter to the graph for removing elements. 
181      * @param aFilter Filter to apply. 
182      */
183     public void applyFilter(EdgeFilter aFilter) {
184         for (Iterator<Edge> edge = _edges.iterator(); edge.hasNext(); ) { 
185             if (aFilter.isViolated(edge.next())) { 
186                 edge.remove();
187             }
188         }
189     }
190
191     /**
192      * Finds all outgoing edges of a node. More specifically, finds 
193      * all edges <code>e</code> for which <code>e.getFrom().getName() = aNode.getName()</code>.
194      * @param aNode Node for which to find outgoing edges. 
195      * @return List of outgoing edges. 
196      */
197     public List<Edge> findOutgoing(Node aNode) {
198         List<Edge> result = new ArrayList<Edge>();
199         for (Edge edge : _edges) {
200             if (edge.getFrom().getName().equals(aNode.getName())) {
201                 result.add(edge);
202             }
203         }
204         return result;
205     }
206
207     /**
208      * Finds all incoming edges of a node. 
209      * More specifically, finds 
210      * all edges <code>e</code> for which <code>e.getTo().getName() = aNode.getName()</code>.
211      * @param aNode Node for which to find incoming edges. 
212      * @return List of incoming edges. 
213      */
214     public List<Edge> findIncoming(Node aNode) {
215         List<Edge> result = new ArrayList<Edge>();
216         for (Edge edge : _edges) {
217             if (edge.getTo().getName().equals(aNode.getName())) {
218                 result.add(edge);
219             }
220         }
221         return result;
222     }
223
224     /**
225      * Implements a visitor design pattern.
226      * This loops over all nodes and all edges and invokes the appropriate visit
227      * methods on the visitor.  
228      * @param aVisitor Visitor. 
229      */
230     public void accept(Visitor aVisitor) {
231         List<Node> nodes = getNodes(); // copy to make sure the visitor can
232         // modify the
233         // list of nodes as part of the loop.
234         List<Edge> edges = getEdges(); // copy ..... (see above).
235
236         for (Node node : nodes) {
237             aVisitor.visitNode(node);
238         }
239         for (Edge edge : edges) {
240             aVisitor.visitEdge(edge);
241         }
242     }
243 }