~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/tsort.py

  • Committer: Robert Collins
  • Date: 2008-04-06 23:37:06 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 3340.
  • Revision ID: robertc@robertcollins.net-20080406233706-3md3w1c651a0pndm
Fix ReST table formatting in doc/developers/plugin-api.txt.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2005, 2006, 2008 Canonical Ltd
 
1
# Copyright (C) 2005, 2006 Canonical Ltd
2
2
#
3
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
12
12
#
13
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
14
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
15
 
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
16
16
 
17
17
 
18
18
"""Topological sorting routines."""
19
19
 
20
20
 
21
 
from bzrlib import (
22
 
    errors,
23
 
    graph as _mod_graph,
24
 
    revision as _mod_revision,
25
 
    )
 
21
from bzrlib import errors
26
22
 
27
23
 
28
24
__all__ = ["topo_sort", "TopoSorter", "merge_sort", "MergeSorter"]
33
29
 
34
30
    graph -- sequence of pairs of node->parents_list.
35
31
 
36
 
    The result is a list of node names, such that all parents come before their
37
 
    children.
 
32
    The result is a list of node names, such that all parents come before
 
33
    their children.
38
34
 
39
35
    node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
40
 
 
41
 
    This function has the same purpose as the TopoSorter class, but uses a
42
 
    different algorithm to sort the graph. That means that while both return a
43
 
    list with parents before their child nodes, the exact ordering can be
44
 
    different.
45
 
 
46
 
    topo_sort is faster when the whole list is needed, while when iterating
47
 
    over a part of the list, TopoSorter.iter_topo_order should be used.
48
36
    """
49
 
    kg = _mod_graph.KnownGraph(dict(graph))
50
 
    return kg.topo_sort()
 
37
    return TopoSorter(graph).sorted()
51
38
 
52
39
 
53
40
class TopoSorter(object):
54
41
 
55
42
    def __init__(self, graph):
56
43
        """Topological sorting of a graph.
57
 
 
 
44
    
58
45
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
59
46
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
60
47
                      For this input the output from the sort or
61
48
                      iter_topo_order routines will be:
62
49
                      'A', 'B', 'C'
63
 
 
 
50
        
64
51
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
65
52
 
66
53
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
69
56
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
70
57
        not processed other than to create an internal representation.
71
58
 
72
 
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present
 
59
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
73
60
        in the graph.
74
61
        """
75
 
        # store a dict of the graph.
 
62
        # a dict of the graph.
76
63
        self._graph = dict(graph)
 
64
        self._visitable = set(self._graph)
 
65
        ### if debugging:
 
66
        # self._original_graph = dict(graph)
 
67
        
 
68
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
 
69
        self._node_name_stack = []
 
70
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
 
71
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
 
72
        # matching depth in _node_name_stack
 
73
        self._pending_parents_stack = []
 
74
        # this is a set of the completed nodes for fast checking whether a
 
75
        # parent in a node we are processing on the stack has already been
 
76
        # emitted and thus can be skipped.
 
77
        self._completed_node_names = set()
77
78
 
78
79
    def sorted(self):
79
80
        """Sort the graph and return as a list.
80
 
 
 
81
        
81
82
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
82
83
        """
83
84
        return list(self.iter_topo_order())
94
95
 
95
96
    def iter_topo_order(self):
96
97
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
97
 
 
 
98
        
98
99
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
99
100
        iteration.
100
101
        """
101
 
        graph = self._graph
102
 
        visitable = set(graph)
103
 
 
104
 
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
105
 
        pending_node_stack = []
106
 
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
107
 
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the
108
 
        # matching depth in pending_node_stack
109
 
        pending_parents_stack = []
110
 
 
111
 
        # this is a set of the completed nodes for fast checking whether a
112
 
        # parent in a node we are processing on the stack has already been
113
 
        # emitted and thus can be skipped.
114
 
        completed_node_names = set()
115
 
 
116
 
        while graph:
 
102
        while self._graph:
117
103
            # now pick a random node in the source graph, and transfer it to the
118
 
            # top of the depth first search stack of pending nodes.
119
 
            node_name, parents = graph.popitem()
120
 
            pending_node_stack.append(node_name)
121
 
            pending_parents_stack.append(list(parents))
122
 
 
123
 
            # loop until pending_node_stack is empty
124
 
            while pending_node_stack:
125
 
                parents_to_visit = pending_parents_stack[-1]
126
 
                # if there are no parents left, the revision is done
 
104
            # top of the depth first search stack.
 
105
            node_name, parents = self._graph.popitem()
 
106
            self._push_node(node_name, parents)
 
107
            while self._node_name_stack:
 
108
                # loop until this call completes.
 
109
                parents_to_visit = self._pending_parents_stack[-1]
 
110
                # if all parents are done, the revision is done
127
111
                if not parents_to_visit:
128
112
                    # append the revision to the topo sorted list
129
 
                    # all the nodes parents have been added to the output,
130
 
                    # now we can add it to the output.
131
 
                    popped_node = pending_node_stack.pop()
132
 
                    pending_parents_stack.pop()
133
 
                    completed_node_names.add(popped_node)
134
 
                    yield popped_node
 
113
                    # all the nodes parents have been added to the output, now
 
114
                    # we can add it to the output.
 
115
                    yield self._pop_node()
135
116
                else:
136
 
                    # recurse depth first into a single parent
137
 
                    next_node_name = parents_to_visit.pop()
138
 
 
139
 
                    if next_node_name in completed_node_names:
140
 
                        # parent was already completed by a child, skip it.
141
 
                        continue
142
 
                    if next_node_name not in visitable:
143
 
                        # parent is not a node in the original graph, skip it.
144
 
                        continue
145
 
 
146
 
                    # transfer it along with its parents from the source graph
147
 
                    # into the top of the current depth first search stack.
148
 
                    try:
149
 
                        parents = graph.pop(next_node_name)
150
 
                    except KeyError:
151
 
                        # if the next node is not in the source graph it has
152
 
                        # already been popped from it and placed into the
153
 
                        # current search stack (but not completed or we would
154
 
                        # have hit the continue 6 lines up).  this indicates a
155
 
                        # cycle.
156
 
                        raise errors.GraphCycleError(pending_node_stack)
157
 
                    pending_node_stack.append(next_node_name)
158
 
                    pending_parents_stack.append(list(parents))
 
117
                    while self._pending_parents_stack[-1]:
 
118
                        # recurse depth first into a single parent 
 
119
                        next_node_name = self._pending_parents_stack[-1].pop()
 
120
                        if next_node_name in self._completed_node_names:
 
121
                            # this parent was completed by a child on the
 
122
                            # call stack. skip it.
 
123
                            continue
 
124
                        if next_node_name not in self._visitable:
 
125
                            continue
 
126
                        # otherwise transfer it from the source graph into the
 
127
                        # top of the current depth first search stack.
 
128
                        try:
 
129
                            parents = self._graph.pop(next_node_name)
 
130
                        except KeyError:
 
131
                            # if the next node is not in the source graph it has
 
132
                            # already been popped from it and placed into the
 
133
                            # current search stack (but not completed or we would
 
134
                            # have hit the continue 4 lines up.
 
135
                            # this indicates a cycle.
 
136
                            raise errors.GraphCycleError(self._node_name_stack)
 
137
                        self._push_node(next_node_name, parents)
 
138
                        # and do not continue processing parents until this 'call' 
 
139
                        # has recursed.
 
140
                        break
 
141
 
 
142
    def _push_node(self, node_name, parents):
 
143
        """Add node_name to the pending node stack.
 
144
        
 
145
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
 
146
        off the stack.
 
147
        """
 
148
        self._node_name_stack.append(node_name)
 
149
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
 
150
 
 
151
    def _pop_node(self):
 
152
        """Pop the top node off the stack 
 
153
 
 
154
        The node is appended to the sorted output.
 
155
        """
 
156
        # we are returning from the flattened call frame:
 
157
        # pop off the local variables
 
158
        node_name = self._node_name_stack.pop()
 
159
        self._pending_parents_stack.pop()
 
160
 
 
161
        self._completed_node_names.add(node_name)
 
162
        return node_name
159
163
 
160
164
 
161
165
def merge_sort(graph, branch_tip, mainline_revisions=None, generate_revno=False):
162
166
    """Topological sort a graph which groups merges.
163
167
 
164
168
    :param graph: sequence of pairs of node->parents_list.
165
 
    :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not
 
169
    :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
166
170
                       reachable from branch_tip are not included in the
167
171
                       output.
168
172
    :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
204
208
    def __init__(self, graph, branch_tip, mainline_revisions=None,
205
209
        generate_revno=False):
206
210
        """Merge-aware topological sorting of a graph.
207
 
 
 
211
    
208
212
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
209
213
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
210
214
                      For this input the output from the sort or
211
215
                      iter_topo_order routines will be:
212
216
                      'A', 'B', 'C'
213
 
        :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not
 
217
        :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
214
218
                       reachable from branch_tip are not included in the
215
219
                       output.
216
220
        :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
228
232
        The result is a list sorted so that all parents come before
229
233
        their children. Each element of the list is a tuple containing:
230
234
        (sequence_number, node_name, merge_depth, end_of_merge)
231
 
         * sequence_number: The sequence of this row in the output. Useful for
 
235
         * sequence_number: The sequence of this row in the output. Useful for 
232
236
           GUIs.
233
237
         * node_name: The node name: opaque text to the merge routine.
234
238
         * merge_depth: How many levels of merging deep this node has been
245
249
             second commit in the trunk'.
246
250
         * end_of_merge: When True the next node is part of a different merge.
247
251
 
248
 
 
 
252
        
249
253
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
250
254
 
251
255
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
254
258
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
255
259
        not processed other than to create an internal representation.
256
260
 
257
 
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present
 
261
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
258
262
        in the graph.
259
263
 
260
264
        Background information on the design:
279
283
              E  1   [F]
280
284
              F 0
281
285
              C is the end of a cluster due to rule 1.
282
 
              D is not the end of a cluster from rule 1, but is from rule 2: E
 
286
              D is not the end of a cluster from rule 1, but is from rule 2: E 
283
287
                is not its left most ancestor
284
288
              E is the end of a cluster due to rule 1
285
289
              F might be but we need more data.
286
 
 
 
290
              
287
291
        we show connecting lines to a parent when:
288
292
         - The parent is the start of a merge within this cluster.
289
 
           That is, the merge was not done to the mainline before this cluster
 
293
           That is, the merge was not done to the mainline before this cluster 
290
294
           was merged to the mainline.
291
295
           This can be detected thus:
292
 
            * The parent has a higher merge depth and is the next revision in
 
296
            * The parent has a higher merge depth and is the next revision in 
293
297
              the list.
294
 
 
 
298
          
295
299
          The next revision in the list constraint is needed for this case:
296
 
          A 0   [D, B]
297
 
          B  1  [C, F]   # we do not want to show a line to F which is depth 2
 
300
          A 0   [D, B]   
 
301
          B  1  [C, F]   # we do not want to show a line to F which is depth 2 
298
302
                           but not a merge
299
 
          C  1  [H]      # note that this is a long line to show back to the
 
303
          C  1  [H]      # note that this is a long line to show back to the 
300
304
                           ancestor - see the end of merge rules.
301
305
          D 0   [G, E]
302
306
          E  1  [G, F]
337
341
        else:
338
342
            self._mainline_revisions = list(mainline_revisions)
339
343
            self._stop_revision = self._mainline_revisions[0]
340
 
        # skip the first revision, its what we reach and its parents are
 
344
        # skip the first revision, its what we reach and its parents are 
341
345
        # therefore irrelevant
342
346
        for index, revision in enumerate(self._mainline_revisions[1:]):
343
347
            # NB: index 0 means self._mainline_revisions[1]
346
350
            if parent is None:
347
351
                # end of mainline_revisions history
348
352
                continue
349
 
            graph_parent_ids = self._graph[revision]
350
 
            if not graph_parent_ids:
351
 
                # We ran into a ghost, skip over it, this is a workaround for
352
 
                # bug #243536, the _graph has had ghosts stripped, but the
353
 
                # mainline_revisions have not
354
 
                continue
355
 
            if graph_parent_ids[0] == parent:
 
353
            if self._graph[revision][0] == parent:
356
354
                continue
357
355
            # remove it from its prior spot
358
356
            self._graph[revision].remove(parent)
373
371
                            for revision in self._graph)
374
372
        # Each mainline revision counts how many child branches have spawned from it.
375
373
        self._revno_to_branch_count = {}
376
 
 
 
374
        
377
375
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
378
376
        self._node_name_stack = []
379
377
        # at each level of recursion we need the merge depth this node is at:
380
378
        self._node_merge_depth_stack = []
381
379
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
382
 
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the
 
380
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
383
381
        # matching depth in _node_name_stack
384
382
        self._pending_parents_stack = []
385
383
        # When we first look at a node we assign it a seqence number from its
397
395
        # D 0  [F, E]
398
396
        # E  1 [F]
399
397
        # F 0
400
 
        # the scheduling order is: F, E, D, C, B, A
 
398
        # the scheduling order is: F, E, D, C, B, A 
401
399
        # that is - 'left subtree, right subtree, node'
402
400
        # which would mean that when we schedule A we can emit the entire tree.
403
401
        self._scheduled_nodes = []
404
 
        # This records for each node when we have processed its left most
 
402
        # This records for each node when we have processed its left most 
405
403
        # unmerged subtree. After this subtree is scheduled, all other subtrees
406
404
        # have their merge depth increased by one from this nodes merge depth.
407
405
        # it contains tuples - name, merge_depth
408
406
        self._left_subtree_pushed_stack = []
409
407
 
410
408
        # seed the search with the tip of the branch
411
 
        if (branch_tip is not None and
412
 
            branch_tip != _mod_revision.NULL_REVISION and
413
 
            branch_tip != (_mod_revision.NULL_REVISION,)):
 
409
        if branch_tip is not None:
414
410
            parents = self._graph.pop(branch_tip)
415
411
            self._push_node(branch_tip, 0, parents)
416
412
 
417
413
    def sorted(self):
418
414
        """Sort the graph and return as a list.
419
 
 
 
415
        
420
416
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
421
417
        """
422
418
        return list(self.iter_topo_order())
423
419
 
424
420
    def iter_topo_order(self):
425
421
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
426
 
 
 
422
        
427
423
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
428
424
        iteration.
429
425
        """
459
455
            left_subtree_pushed_stack_append(False)
460
456
            pending_parents_stack_append(list(parents))
461
457
            # as we push it, check if it is the first child
462
 
            parent_info = None
463
458
            if parents:
464
459
                # node has parents, assign from the left most parent.
465
 
                try:
466
 
                    parent_info = revnos[parents[0]]
467
 
                except KeyError:
468
 
                    # Left-hand parent is a ghost, consider it not to exist
469
 
                    pass
470
 
            if parent_info is not None:
 
460
                parent_info = revnos[parents[0]]
471
461
                first_child = parent_info[1]
472
462
                parent_info[1] = False
473
463
            else:
501
491
            pending_parents_stack_pop()
502
492
 
503
493
            parents = original_graph[node_name]
504
 
            parent_revno = None
505
494
            if parents:
506
495
                # node has parents, assign from the left most parent.
507
 
                try:
508
 
                    parent_revno = revnos[parents[0]][0]
509
 
                except KeyError:
510
 
                    # left-hand parent is a ghost, treat it as not existing
511
 
                    pass
512
 
            if parent_revno is not None:
 
496
                parent_revno = revnos[parents[0]][0]
513
497
                if not first_child:
514
498
                    # not the first child, make a new branch
515
499
                    base_revno = parent_revno[0]
524
508
                    revno = parent_revno[:-1] + (parent_revno[-1] + 1,)
525
509
            else:
526
510
                # no parents, use the root sequence
527
 
                root_count = revno_to_branch_count.get(0, -1)
528
 
                root_count += 1
 
511
                root_count = revno_to_branch_count.get(0, 0)
529
512
                if root_count:
530
513
                    revno = (0, root_count, 1)
531
514
                else:
532
515
                    revno = (1,)
 
516
                root_count += 1
533
517
                revno_to_branch_count[0] = root_count
534
518
 
535
519
            # store the revno for this node for future reference
553
537
                    if not left_subtree_pushed_stack[-1]:
554
538
                        # recurse depth first into the primary parent
555
539
                        next_node_name = pending_parents_stack[-1].pop(0)
556
 
                        is_left_subtree = True
557
 
                        left_subtree_pushed_stack[-1] = True
558
540
                    else:
559
541
                        # place any merges in right-to-left order for scheduling
560
542
                        # which gives us left-to-right order after we reverse
561
 
                        # the scheduled queue. XXX: This has the effect of
 
543
                        # the scheduled queue. XXX: This has the effect of 
562
544
                        # allocating common-new revisions to the right-most
563
 
                        # subtree rather than the left most, which will
 
545
                        # subtree rather than the left most, which will 
564
546
                        # display nicely (you get smaller trees at the top
565
547
                        # of the combined merge).
566
548
                        next_node_name = pending_parents_stack[-1].pop()
567
 
                        is_left_subtree = False
568
549
                    if next_node_name in completed_node_names:
569
550
                        # this parent was completed by a child on the
570
551
                        # call stack. skip it.
579
560
                        # current search stack (but not completed or we would
580
561
                        # have hit the continue 4 lines up.
581
562
                        # this indicates a cycle.
582
 
                        if next_node_name in self._original_graph:
583
 
                            raise errors.GraphCycleError(node_name_stack)
584
 
                        else:
585
 
                            # This is just a ghost parent, ignore it
586
 
                            continue
 
563
                        raise errors.GraphCycleError(node_name_stack)
587
564
                    next_merge_depth = 0
588
 
                    if is_left_subtree:
 
565
                    if left_subtree_pushed_stack[-1]:
589
566
                        # a new child branch from name_stack[-1]
 
567
                        next_merge_depth = 1
 
568
                    else:
590
569
                        next_merge_depth = 0
591
 
                    else:
592
 
                        next_merge_depth = 1
 
570
                        left_subtree_pushed_stack[-1] = True
593
571
                    next_merge_depth = (
594
572
                        node_merge_depth_stack[-1] + next_merge_depth)
595
573
                    push_node(
596
574
                        next_node_name,
597
575
                        next_merge_depth,
598
576
                        parents)
599
 
                    # and do not continue processing parents until this 'call'
 
577
                    # and do not continue processing parents until this 'call' 
600
578
                    # has recursed.
601
579
                    break
602
580
 
631
609
 
632
610
    def _push_node(self, node_name, merge_depth, parents):
633
611
        """Add node_name to the pending node stack.
634
 
 
 
612
        
635
613
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
636
614
        off the stack.
637
615
        """
640
618
        self._left_subtree_pushed_stack.append(False)
641
619
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
642
620
        # as we push it, figure out if this is the first child
643
 
        parent_info = None
 
621
        parents = self._original_graph[node_name]
644
622
        if parents:
645
623
            # node has parents, assign from the left most parent.
646
 
            try:
647
 
                parent_info = self._revnos[parents[0]]
648
 
            except KeyError:
649
 
                # Left-hand parent is a ghost, consider it not to exist
650
 
                pass
651
 
        if parent_info is not None:
 
624
            parent_info = self._revnos[parents[0]]
652
625
            first_child = parent_info[1]
653
626
            parent_info[1] = False
654
627
        else:
658
631
        self._first_child_stack.append(first_child)
659
632
 
660
633
    def _pop_node(self):
661
 
        """Pop the top node off the stack
 
634
        """Pop the top node off the stack 
662
635
 
663
636
        The node is appended to the sorted output.
664
637
        """
672
645
        self._pending_parents_stack.pop()
673
646
 
674
647
        parents = self._original_graph[node_name]
675
 
        parent_revno = None
676
648
        if parents:
677
649
            # node has parents, assign from the left most parent.
678
 
            try:
679
 
                parent_revno = self._revnos[parents[0]][0]
680
 
            except KeyError:
681
 
                # left-hand parent is a ghost, treat it as not existing
682
 
                pass
683
 
        if parent_revno is not None:
 
650
            parent_revno = self._revnos[parents[0]][0]
684
651
            if not first_child:
685
652
                # not the first child, make a new branch
686
653
                base_revno = parent_revno[0]
696
663
        else:
697
664
            # no parents, use the root sequence
698
665
            root_count = self._revno_to_branch_count.get(0, 0)
699
 
            root_count = self._revno_to_branch_count.get(0, -1)
700
 
            root_count += 1
701
666
            if root_count:
702
667
                revno = (0, root_count, 1)
703
668
            else:
704
669
                revno = (1,)
 
670
            root_count += 1
705
671
            self._revno_to_branch_count[0] = root_count
706
672
 
707
673
        # store the revno for this node for future reference