~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/tsort.py

  • Committer: Alexander Belchenko
  • Date: 2007-01-24 13:03:32 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 2242.
  • Revision ID: bialix@ukr.net-20070124130332-ane2eqz3eqrtm9u1
Use new API for testing

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2005, 2006 Canonical Ltd
 
2
#
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
#
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
#
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
16
 
 
17
 
 
18
"""Topological sorting routines."""
 
19
 
 
20
 
 
21
import bzrlib.errors as errors
 
22
 
 
23
 
 
24
__all__ = ["topo_sort", "TopoSorter", "merge_sort", "MergeSorter"]
 
25
 
 
26
 
 
27
def topo_sort(graph):
 
28
    """Topological sort a graph.
 
29
 
 
30
    graph -- sequence of pairs of node->parents_list.
 
31
 
 
32
    The result is a list of node names, such that all parents come before
 
33
    their children.
 
34
 
 
35
    node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
 
36
    """
 
37
    return TopoSorter(graph).sorted()
 
38
 
 
39
 
 
40
class TopoSorter(object):
 
41
 
 
42
    def __init__(self, graph):
 
43
        """Topological sorting of a graph.
 
44
    
 
45
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
 
46
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
 
47
                      For this input the output from the sort or
 
48
                      iter_topo_order routines will be:
 
49
                      'A', 'B', 'C'
 
50
        
 
51
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
 
52
 
 
53
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
 
54
        one of the two values for 'a'.
 
55
 
 
56
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
 
57
        not processed other than to create an internal representation.
 
58
 
 
59
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
 
60
        in the graph.
 
61
        """
 
62
        # a dict of the graph.
 
63
        self._graph = dict(graph)
 
64
        ### if debugging:
 
65
        # self._original_graph = dict(graph)
 
66
        
 
67
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
 
68
        self._node_name_stack = []
 
69
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
 
70
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
 
71
        # matching depth in _node_name_stack
 
72
        self._pending_parents_stack = []
 
73
        # this is a set of the completed nodes for fast checking whether a
 
74
        # parent in a node we are processing on the stack has already been
 
75
        # emitted and thus can be skipped.
 
76
        self._completed_node_names = set()
 
77
 
 
78
    def sorted(self):
 
79
        """Sort the graph and return as a list.
 
80
        
 
81
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
 
82
        """
 
83
        return list(self.iter_topo_order())
 
84
 
 
85
###        Useful if fiddling with this code.
 
86
###        # cross check
 
87
###        sorted_names = list(self.iter_topo_order())
 
88
###        for index in range(len(sorted_names)):
 
89
###            rev = sorted_names[index]
 
90
###            for left_index in range(index):
 
91
###                if rev in self.original_graph[sorted_names[left_index]]:
 
92
###                    print "revision in parent list of earlier revision"
 
93
###                    import pdb;pdb.set_trace()
 
94
 
 
95
    def iter_topo_order(self):
 
96
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
 
97
        
 
98
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
 
99
        iteration.
 
100
        """
 
101
        while self._graph:
 
102
            # now pick a random node in the source graph, and transfer it to the
 
103
            # top of the depth first search stack.
 
104
            node_name, parents = self._graph.popitem()
 
105
            self._push_node(node_name, parents)
 
106
            while self._node_name_stack:
 
107
                # loop until this call completes.
 
108
                parents_to_visit = self._pending_parents_stack[-1]
 
109
                # if all parents are done, the revision is done
 
110
                if not parents_to_visit:
 
111
                    # append the revision to the topo sorted list
 
112
                    # all the nodes parents have been added to the output, now
 
113
                    # we can add it to the output.
 
114
                    yield self._pop_node()
 
115
                else:
 
116
                    while self._pending_parents_stack[-1]:
 
117
                        # recurse depth first into a single parent 
 
118
                        next_node_name = self._pending_parents_stack[-1].pop()
 
119
                        if next_node_name in self._completed_node_names:
 
120
                            # this parent was completed by a child on the
 
121
                            # call stack. skip it.
 
122
                            continue
 
123
                        # otherwise transfer it from the source graph into the
 
124
                        # top of the current depth first search stack.
 
125
                        try:
 
126
                            parents = self._graph.pop(next_node_name)
 
127
                        except KeyError:
 
128
                            # if the next node is not in the source graph it has
 
129
                            # already been popped from it and placed into the
 
130
                            # current search stack (but not completed or we would
 
131
                            # have hit the continue 4 lines up.
 
132
                            # this indicates a cycle.
 
133
                            raise errors.GraphCycleError(self._node_name_stack)
 
134
                        self._push_node(next_node_name, parents)
 
135
                        # and do not continue processing parents until this 'call' 
 
136
                        # has recursed.
 
137
                        break
 
138
 
 
139
    def _push_node(self, node_name, parents):
 
140
        """Add node_name to the pending node stack.
 
141
        
 
142
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
 
143
        off the stack.
 
144
        """
 
145
        self._node_name_stack.append(node_name)
 
146
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
 
147
 
 
148
    def _pop_node(self):
 
149
        """Pop the top node off the stack 
 
150
 
 
151
        The node is appended to the sorted output.
 
152
        """
 
153
        # we are returning from the flattened call frame:
 
154
        # pop off the local variables
 
155
        node_name = self._node_name_stack.pop()
 
156
        self._pending_parents_stack.pop()
 
157
 
 
158
        self._completed_node_names.add(node_name)
 
159
        return node_name
 
160
 
 
161
 
 
162
def merge_sort(graph, branch_tip, mainline_revisions=None, generate_revno=False):
 
163
    """Topological sort a graph which groups merges.
 
164
 
 
165
    :param graph: sequence of pairs of node->parents_list.
 
166
    :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
 
167
                       reachable from branch_tip are not included in the
 
168
                       output.
 
169
    :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
 
170
                               used rather than synthesised from the graph.
 
171
                               This must be a valid path through some part
 
172
                               of the graph. If the mainline does not cover all
 
173
                               the revisions, output stops at the start of the
 
174
                               old revision listed in the mainline revisions
 
175
                               list.
 
176
                               The order for this parameter is oldest-first.
 
177
    :param generate_revno: Optional parameter controlling the generation of
 
178
        revision number sequences in the output. See the output description of
 
179
        the MergeSorter docstring for details.
 
180
    :result: See the MergeSorter docstring for details.
 
181
    node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
 
182
    """
 
183
    return MergeSorter(graph, branch_tip, mainline_revisions,
 
184
        generate_revno).sorted()
 
185
 
 
186
 
 
187
class MergeSorter(object):
 
188
 
 
189
    def __init__(self, graph, branch_tip, mainline_revisions=None,
 
190
        generate_revno=False):
 
191
        """Merge-aware topological sorting of a graph.
 
192
    
 
193
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
 
194
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
 
195
                      For this input the output from the sort or
 
196
                      iter_topo_order routines will be:
 
197
                      'A', 'B', 'C'
 
198
        :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
 
199
                       reachable from branch_tip are not included in the
 
200
                       output.
 
201
        :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
 
202
                               used rather than synthesised from the graph.
 
203
                               This must be a valid path through some part
 
204
                               of the graph. If the mainline does not cover all
 
205
                               the revisions, output stops at the start of the
 
206
                               old revision listed in the mainline revisions
 
207
                               list.
 
208
                               The order for this parameter is oldest-first.
 
209
        :param generate_revno: Optional parameter controlling the generation of
 
210
            revision number sequences in the output. See the output description
 
211
            for more details.
 
212
 
 
213
        The result is a list sorted so that all parents come before
 
214
        their children. Each element of the list is a tuple containing:
 
215
        (sequence_number, node_name, merge_depth, end_of_merge)
 
216
         * sequence_number: The sequence of this row in the output. Useful for 
 
217
           GUIs.
 
218
         * node_name: The node name: opaque text to the merge routine.
 
219
         * merge_depth: How many levels of merging deep this node has been
 
220
           found.
 
221
         * revno_sequence: When requested this field provides a sequence of
 
222
             revision numbers for all revisions. The format is:
 
223
             REVNO[[.BRANCHREVNO.REVNO] ...]. BRANCHREVNO is the number of the
 
224
             branch that the revno is on. From left to right the REVNO numbers
 
225
             are the sequence numbers within that branch of the revision.
 
226
             For instance, the graph {A:[], B:['A'], C:['A', 'B']} will get
 
227
             the following revno_sequences assigned: A:(1,), B:(1,1,1), C:(2,).
 
228
             This should be read as 'A is the first commit in the trunk',
 
229
             'B is the first commit on the first branch made from A', 'C is the
 
230
             second commit in the trunk'.
 
231
         * end_of_merge: When True the next node is part of a different merge.
 
232
 
 
233
        
 
234
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
 
235
 
 
236
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
 
237
        one of the two values for 'a'.
 
238
 
 
239
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
 
240
        not processed other than to create an internal representation.
 
241
 
 
242
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
 
243
        in the graph.
 
244
 
 
245
        Background information on the design:
 
246
        -------------------------------------
 
247
        definition: the end of any cluster or 'merge' occurs when:
 
248
            1 - the next revision has a lower merge depth than we do.
 
249
              i.e.
 
250
              A 0
 
251
              B  1
 
252
              C   2
 
253
              D  1
 
254
              E 0
 
255
              C, D are the ends of clusters, E might be but we need more data.
 
256
            2 - or the next revision at our merge depth is not our left most
 
257
              ancestor.
 
258
              This is required to handle multiple-merges in one commit.
 
259
              i.e.
 
260
              A 0    [F, B, E]
 
261
              B  1   [D, C]
 
262
              C   2  [D]
 
263
              D  1   [F]
 
264
              E  1   [F]
 
265
              F 0
 
266
              C is the end of a cluster due to rule 1.
 
267
              D is not the end of a cluster from rule 1, but is from rule 2: E 
 
268
                is not its left most ancestor
 
269
              E is the end of a cluster due to rule 1
 
270
              F might be but we need more data.
 
271
              
 
272
        we show connecting lines to a parent when:
 
273
         - The parent is the start of a merge within this cluster.
 
274
           That is, the merge was not done to the mainline before this cluster 
 
275
           was merged to the mainline.
 
276
           This can be detected thus:
 
277
            * The parent has a higher merge depth and is the next revision in 
 
278
              the list.
 
279
          
 
280
          The next revision in the list constraint is needed for this case:
 
281
          A 0   [D, B]   
 
282
          B  1  [C, F]   # we do not want to show a line to F which is depth 2 
 
283
                           but not a merge
 
284
          C  1  [H]      # note that this is a long line to show back to the 
 
285
                           ancestor - see the end of merge rules.
 
286
          D 0   [G, E]
 
287
          E  1  [G, F]
 
288
          F   2 [G]
 
289
          G  1  [H]
 
290
          H 0
 
291
         - Part of this merges 'branch':
 
292
          The parent has the same merge depth and is our left most parent and we
 
293
           are not the end of the cluster.
 
294
          A 0   [C, B] lines: [B, C]
 
295
          B  1  [E, C] lines: [C]
 
296
          C 0   [D]    lines: [D]
 
297
          D 0   [F, E] lines: [E, F]
 
298
          E  1  [F]    lines: [F]
 
299
          F 0
 
300
         - The end of this merge/cluster:
 
301
          we can ONLY have multiple parents at the end of a cluster if this
 
302
          branch was previously merged into the 'mainline'.
 
303
          - if we have one and only one parent, show it
 
304
            Note that this may be to a greater merge depth - for instance if
 
305
            this branch continued from a deeply nested branch to add something
 
306
            to it.
 
307
          - if we have more than one parent - show the second oldest (older ==
 
308
            further down the list) parent with
 
309
            an equal or lower merge depth
 
310
             XXXX revisit when awake. ddaa asks about the relevance of each one
 
311
             - maybe more than one parent is relevant
 
312
        """
 
313
        self._generate_revno = generate_revno
 
314
        # a dict of the graph.
 
315
        self._graph = dict(graph)
 
316
        # if there is an explicit mainline, alter the graph to match. This is
 
317
        # easier than checking at every merge whether we are on the mainline and
 
318
        # if so which path to take.
 
319
        if mainline_revisions is None:
 
320
            self._mainline_revisions = []
 
321
            self._stop_revision = None
 
322
        else:
 
323
            self._mainline_revisions = list(mainline_revisions)
 
324
            self._stop_revision = self._mainline_revisions[0]
 
325
        # skip the first revision, its what we reach and its parents are 
 
326
        # therefore irrelevant
 
327
        for index, revision in enumerate(self._mainline_revisions[1:]):
 
328
            # NB: index 0 means self._mainline_revisions[1]
 
329
            # if the mainline matches the graph, nothing to do.
 
330
            parent = self._mainline_revisions[index]
 
331
            if parent is None:
 
332
                # end of mainline_revisions history
 
333
                continue
 
334
            if self._graph[revision][0] == parent:
 
335
                continue
 
336
            # remove it from its prior spot
 
337
            self._graph[revision].remove(parent)
 
338
            # insert it into the start of the mainline
 
339
            self._graph[revision].insert(0, parent)
 
340
        # we need to do a check late in the process to detect end-of-merges
 
341
        # which requires the parents to be accessible: its easier for now
 
342
        # to just keep the original graph around.
 
343
        self._original_graph = dict(self._graph.items())
 
344
        # we need to know the revision numbers of revisions to determine
 
345
        # the revision numbers of their descendants
 
346
        # this is a graph from node to [revno_tuple, sequence_number]
 
347
        # where sequence is the number of branches made from the node,
 
348
        # and revno_tuple is the tuple that was assigned to the node.
 
349
        # we dont know revnos to start with, so we start it seeded with
 
350
        # [None, 0]
 
351
        self._revnos = dict((revision, [None, 0]) for revision in self._graph)
 
352
        # the global implicit root node has revno 0, but we need to know
 
353
        # the sequence number for it too:
 
354
        self._root_sequence = 0
 
355
        
 
356
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
 
357
        self._node_name_stack = []
 
358
        # at each level of recursion we need the merge depth this node is at:
 
359
        self._node_merge_depth_stack = []
 
360
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
 
361
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
 
362
        # matching depth in _node_name_stack
 
363
        self._pending_parents_stack = []
 
364
        # When we first look at a node we assign it a seqence number from its
 
365
        # leftmost parent.
 
366
        self._assigned_sequence_stack = []
 
367
        # this is a set of the nodes who have been completely analysed for fast
 
368
        # membership checking
 
369
        self._completed_node_names = set()
 
370
        # this is the scheduling of nodes list.
 
371
        # Nodes are scheduled
 
372
        # from the bottom left of the tree: in the tree
 
373
        # A 0  [D, B]
 
374
        # B  1 [C]
 
375
        # C  1 [D]
 
376
        # D 0  [F, E]
 
377
        # E  1 [F]
 
378
        # F 0
 
379
        # the scheduling order is: F, E, D, C, B, A 
 
380
        # that is - 'left subtree, right subtree, node'
 
381
        # which would mean that when we schedule A we can emit the entire tree.
 
382
        self._scheduled_nodes = []
 
383
        # This records for each node when we have processed its left most 
 
384
        # unmerged subtree. After this subtree is scheduled, all other subtrees
 
385
        # have their merge depth increased by one from this nodes merge depth.
 
386
        # it contains tuples - name, merge_depth
 
387
        self._left_subtree_pushed_stack = []
 
388
 
 
389
        # seed the search with the tip of the branch
 
390
        if branch_tip is not None:
 
391
            parents = self._graph.pop(branch_tip)
 
392
            self._push_node(branch_tip, 0, parents)
 
393
 
 
394
    def sorted(self):
 
395
        """Sort the graph and return as a list.
 
396
        
 
397
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
 
398
        """
 
399
        return list(self.iter_topo_order())
 
400
 
 
401
    def iter_topo_order(self):
 
402
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
 
403
        
 
404
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
 
405
        iteration.
 
406
        """
 
407
        while self._node_name_stack:
 
408
            # loop until this call completes.
 
409
            parents_to_visit = self._pending_parents_stack[-1]
 
410
            # if all parents are done, the revision is done
 
411
            if not parents_to_visit:
 
412
                # append the revision to the topo sorted scheduled list:
 
413
                # all the nodes parents have been scheduled added, now
 
414
                # we can add it to the output.
 
415
                self._pop_node()
 
416
            else:
 
417
                while self._pending_parents_stack[-1]:
 
418
                    if not self._left_subtree_pushed_stack[-1]:
 
419
                        # recurse depth first into the primary parent
 
420
                        next_node_name = self._pending_parents_stack[-1].pop(0)
 
421
                    else:
 
422
                        # place any merges in right-to-left order for scheduling
 
423
                        # which gives us left-to-right order after we reverse
 
424
                        # the scheduled queue. XXX: This has the effect of 
 
425
                        # allocating common-new revisions to the right-most
 
426
                        # subtree rather than the left most, which will 
 
427
                        # display nicely (you get smaller trees at the top
 
428
                        # of the combined merge).
 
429
                        next_node_name = self._pending_parents_stack[-1].pop()
 
430
                    if next_node_name in self._completed_node_names:
 
431
                        # this parent was completed by a child on the
 
432
                        # call stack. skip it.
 
433
                        continue
 
434
                    # otherwise transfer it from the source graph into the
 
435
                    # top of the current depth first search stack.
 
436
                    try:
 
437
                        parents = self._graph.pop(next_node_name)
 
438
                    except KeyError:
 
439
                        # if the next node is not in the source graph it has
 
440
                        # already been popped from it and placed into the
 
441
                        # current search stack (but not completed or we would
 
442
                        # have hit the continue 4 lines up.
 
443
                        # this indicates a cycle.
 
444
                        raise errors.GraphCycleError(self._node_name_stack)
 
445
                    next_merge_depth = 0
 
446
                    if self._left_subtree_pushed_stack[-1]:
 
447
                        # a new child branch from name_stack[-1]
 
448
                        next_merge_depth = 1
 
449
                    else:
 
450
                        next_merge_depth = 0
 
451
                        self._left_subtree_pushed_stack[-1] = True
 
452
                    next_merge_depth = (
 
453
                        self._node_merge_depth_stack[-1] + next_merge_depth)
 
454
                    self._push_node(
 
455
                        next_node_name,
 
456
                        next_merge_depth,
 
457
                        parents)
 
458
                    # and do not continue processing parents until this 'call' 
 
459
                    # has recursed.
 
460
                    break
 
461
        # We have scheduled the graph. Now deliver the ordered output:
 
462
        sequence_number = 0
 
463
        while self._scheduled_nodes:
 
464
            node_name, merge_depth, revno = self._scheduled_nodes.pop()
 
465
            if node_name == self._stop_revision:
 
466
                return
 
467
            if not len(self._scheduled_nodes):
 
468
                # last revision is the end of a merge
 
469
                end_of_merge = True
 
470
            elif self._scheduled_nodes[-1][1] < merge_depth:
 
471
                # the next node is to our left
 
472
                end_of_merge = True
 
473
            elif (self._scheduled_nodes[-1][1] == merge_depth and
 
474
                  (self._scheduled_nodes[-1][0] not in
 
475
                   self._original_graph[node_name])):
 
476
                # the next node was part of a multiple-merge.
 
477
                end_of_merge = True
 
478
            else:
 
479
                end_of_merge = False
 
480
            if self._generate_revno:
 
481
                yield (sequence_number, node_name, merge_depth, revno, end_of_merge)
 
482
            else:
 
483
                yield (sequence_number, node_name, merge_depth, end_of_merge)
 
484
            sequence_number += 1
 
485
 
 
486
    def _push_node(self, node_name, merge_depth, parents):
 
487
        """Add node_name to the pending node stack.
 
488
        
 
489
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
 
490
        off the stack.
 
491
        """
 
492
        self._node_name_stack.append(node_name)
 
493
        self._node_merge_depth_stack.append(merge_depth)
 
494
        self._left_subtree_pushed_stack.append(False)
 
495
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
 
496
        # as we push it, assign it a sequence number against its parent:
 
497
        parents = self._original_graph[node_name]
 
498
        if parents:
 
499
            # node has parents, assign from the left most parent.
 
500
            parent_revno = self._revnos[parents[0]]
 
501
            sequence = parent_revno[1]
 
502
            parent_revno[1] += 1
 
503
        else:
 
504
            # no parents, use the root sequence
 
505
            sequence = self._root_sequence
 
506
            self._root_sequence +=1
 
507
        self._assigned_sequence_stack.append(sequence)
 
508
 
 
509
    def _pop_node(self):
 
510
        """Pop the top node off the stack 
 
511
 
 
512
        The node is appended to the sorted output.
 
513
        """
 
514
        # we are returning from the flattened call frame:
 
515
        # pop off the local variables
 
516
        node_name = self._node_name_stack.pop()
 
517
        merge_depth = self._node_merge_depth_stack.pop()
 
518
        sequence = self._assigned_sequence_stack.pop()
 
519
        # remove this node from the pending lists:
 
520
        self._left_subtree_pushed_stack.pop()
 
521
        self._pending_parents_stack.pop()
 
522
 
 
523
        parents = self._original_graph[node_name]
 
524
        if parents:
 
525
            # node has parents, assign from the left most parent.
 
526
            parent_revno = self._revnos[parents[0]]
 
527
            if sequence:
 
528
                # not the first child, make a new branch
 
529
                revno = parent_revno[0] + (sequence, 1)
 
530
            else:
 
531
                # increment the sequence number within the branch
 
532
                revno = parent_revno[0][:-1] + (parent_revno[0][-1] + 1,)
 
533
        else:
 
534
            # no parents, use the root sequence
 
535
            if sequence:
 
536
                # make a parallel import revision number
 
537
                revno = (0, sequence, 1)
 
538
            else:
 
539
                revno = (1,)
 
540
 
 
541
        # store the revno for this node for future reference
 
542
        self._revnos[node_name][0] = revno
 
543
        self._completed_node_names.add(node_name)
 
544
        self._scheduled_nodes.append((node_name, merge_depth, self._revnos[node_name][0]))
 
545
        return node_name