~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/tsort.py

  • Committer: Robert Collins
  • Date: 2008-03-28 03:54:40 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 3313.
  • Revision ID: robertc@robertcollins.net-20080328035440-4cflvryqujresn2g
Reduce code duplication as per review.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
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
 
22
import bzrlib.revision as _mod_revision
26
23
 
27
24
 
28
25
__all__ = ["topo_sort", "TopoSorter", "merge_sort", "MergeSorter"]
33
30
 
34
31
    graph -- sequence of pairs of node->parents_list.
35
32
 
36
 
    The result is a list of node names, such that all parents come before their
37
 
    children.
 
33
    The result is a list of node names, such that all parents come before
 
34
    their children.
38
35
 
39
36
    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
37
    """
49
 
    kg = _mod_graph.KnownGraph(dict(graph))
50
 
    return kg.topo_sort()
 
38
    return TopoSorter(graph).sorted()
51
39
 
52
40
 
53
41
class TopoSorter(object):
54
42
 
55
43
    def __init__(self, graph):
56
44
        """Topological sorting of a graph.
57
 
 
 
45
    
58
46
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
59
47
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
60
48
                      For this input the output from the sort or
61
49
                      iter_topo_order routines will be:
62
50
                      'A', 'B', 'C'
63
 
 
 
51
        
64
52
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
65
53
 
66
54
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
69
57
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
70
58
        not processed other than to create an internal representation.
71
59
 
72
 
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present
 
60
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
73
61
        in the graph.
74
62
        """
75
 
        # store a dict of the graph.
 
63
        # a dict of the graph.
76
64
        self._graph = dict(graph)
 
65
        self._visitable = set(self._graph)
 
66
        ### if debugging:
 
67
        # self._original_graph = dict(graph)
 
68
        
 
69
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
 
70
        self._node_name_stack = []
 
71
        # at each level of 'recursion' we have to check each parent. This
 
72
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
 
73
        # matching depth in _node_name_stack
 
74
        self._pending_parents_stack = []
 
75
        # this is a set of the completed nodes for fast checking whether a
 
76
        # parent in a node we are processing on the stack has already been
 
77
        # emitted and thus can be skipped.
 
78
        self._completed_node_names = set()
77
79
 
78
80
    def sorted(self):
79
81
        """Sort the graph and return as a list.
80
 
 
 
82
        
81
83
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
82
84
        """
83
85
        return list(self.iter_topo_order())
94
96
 
95
97
    def iter_topo_order(self):
96
98
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
97
 
 
 
99
        
98
100
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
99
101
        iteration.
100
102
        """
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:
 
103
        while self._graph:
117
104
            # 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
 
105
            # top of the depth first search stack.
 
106
            node_name, parents = self._graph.popitem()
 
107
            self._push_node(node_name, parents)
 
108
            while self._node_name_stack:
 
109
                # loop until this call completes.
 
110
                parents_to_visit = self._pending_parents_stack[-1]
 
111
                # if all parents are done, the revision is done
127
112
                if not parents_to_visit:
128
113
                    # 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
 
114
                    # all the nodes parents have been added to the output, now
 
115
                    # we can add it to the output.
 
116
                    yield self._pop_node()
135
117
                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))
 
118
                    while self._pending_parents_stack[-1]:
 
119
                        # recurse depth first into a single parent 
 
120
                        next_node_name = self._pending_parents_stack[-1].pop()
 
121
                        if next_node_name in self._completed_node_names:
 
122
                            # this parent was completed by a child on the
 
123
                            # call stack. skip it.
 
124
                            continue
 
125
                        if next_node_name not in self._visitable:
 
126
                            continue
 
127
                        # otherwise transfer it from the source graph into the
 
128
                        # top of the current depth first search stack.
 
129
                        try:
 
130
                            parents = self._graph.pop(next_node_name)
 
131
                        except KeyError:
 
132
                            # if the next node is not in the source graph it has
 
133
                            # already been popped from it and placed into the
 
134
                            # current search stack (but not completed or we would
 
135
                            # have hit the continue 4 lines up.
 
136
                            # this indicates a cycle.
 
137
                            raise errors.GraphCycleError(self._node_name_stack)
 
138
                        self._push_node(next_node_name, parents)
 
139
                        # and do not continue processing parents until this 'call' 
 
140
                        # has recursed.
 
141
                        break
 
142
 
 
143
    def _push_node(self, node_name, parents):
 
144
        """Add node_name to the pending node stack.
 
145
        
 
146
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
 
147
        off the stack.
 
148
        """
 
149
        self._node_name_stack.append(node_name)
 
150
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
 
151
 
 
152
    def _pop_node(self):
 
153
        """Pop the top node off the stack 
 
154
 
 
155
        The node is appended to the sorted output.
 
156
        """
 
157
        # we are returning from the flattened call frame:
 
158
        # pop off the local variables
 
159
        node_name = self._node_name_stack.pop()
 
160
        self._pending_parents_stack.pop()
 
161
 
 
162
        self._completed_node_names.add(node_name)
 
163
        return node_name
159
164
 
160
165
 
161
166
def merge_sort(graph, branch_tip, mainline_revisions=None, generate_revno=False):
162
167
    """Topological sort a graph which groups merges.
163
168
 
164
169
    :param graph: sequence of pairs of node->parents_list.
165
 
    :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not
 
170
    :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
166
171
                       reachable from branch_tip are not included in the
167
172
                       output.
168
173
    :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
204
209
    def __init__(self, graph, branch_tip, mainline_revisions=None,
205
210
        generate_revno=False):
206
211
        """Merge-aware topological sorting of a graph.
207
 
 
 
212
    
208
213
        :param graph: sequence of pairs of node_name->parent_names_list.
209
214
                      i.e. [('C', ['B']), ('B', ['A']), ('A', [])]
210
215
                      For this input the output from the sort or
211
216
                      iter_topo_order routines will be:
212
217
                      'A', 'B', 'C'
213
 
        :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not
 
218
        :param branch_tip: the tip of the branch to graph. Revisions not 
214
219
                       reachable from branch_tip are not included in the
215
220
                       output.
216
221
        :param mainline_revisions: If not None this forces a mainline to be
228
233
        The result is a list sorted so that all parents come before
229
234
        their children. Each element of the list is a tuple containing:
230
235
        (sequence_number, node_name, merge_depth, end_of_merge)
231
 
         * sequence_number: The sequence of this row in the output. Useful for
 
236
         * sequence_number: The sequence of this row in the output. Useful for 
232
237
           GUIs.
233
238
         * node_name: The node name: opaque text to the merge routine.
234
239
         * merge_depth: How many levels of merging deep this node has been
245
250
             second commit in the trunk'.
246
251
         * end_of_merge: When True the next node is part of a different merge.
247
252
 
248
 
 
 
253
        
249
254
        node identifiers can be any hashable object, and are typically strings.
250
255
 
251
256
        If you have a graph like [('a', ['b']), ('a', ['c'])] this will only use
254
259
        The graph is sorted lazily: until you iterate or sort the input is
255
260
        not processed other than to create an internal representation.
256
261
 
257
 
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present
 
262
        iteration or sorting may raise GraphCycleError if a cycle is present 
258
263
        in the graph.
259
264
 
260
265
        Background information on the design:
279
284
              E  1   [F]
280
285
              F 0
281
286
              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
 
287
              D is not the end of a cluster from rule 1, but is from rule 2: E 
283
288
                is not its left most ancestor
284
289
              E is the end of a cluster due to rule 1
285
290
              F might be but we need more data.
286
 
 
 
291
              
287
292
        we show connecting lines to a parent when:
288
293
         - 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
 
294
           That is, the merge was not done to the mainline before this cluster 
290
295
           was merged to the mainline.
291
296
           This can be detected thus:
292
 
            * The parent has a higher merge depth and is the next revision in
 
297
            * The parent has a higher merge depth and is the next revision in 
293
298
              the list.
294
 
 
 
299
          
295
300
          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
 
301
          A 0   [D, B]   
 
302
          B  1  [C, F]   # we do not want to show a line to F which is depth 2 
298
303
                           but not a merge
299
 
          C  1  [H]      # note that this is a long line to show back to the
 
304
          C  1  [H]      # note that this is a long line to show back to the 
300
305
                           ancestor - see the end of merge rules.
301
306
          D 0   [G, E]
302
307
          E  1  [G, F]
337
342
        else:
338
343
            self._mainline_revisions = list(mainline_revisions)
339
344
            self._stop_revision = self._mainline_revisions[0]
340
 
        # skip the first revision, its what we reach and its parents are
 
345
        # skip the first revision, its what we reach and its parents are 
341
346
        # therefore irrelevant
342
347
        for index, revision in enumerate(self._mainline_revisions[1:]):
343
348
            # NB: index 0 means self._mainline_revisions[1]
346
351
            if parent is None:
347
352
                # end of mainline_revisions history
348
353
                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:
 
354
            if self._graph[revision][0] == parent:
356
355
                continue
357
356
            # remove it from its prior spot
358
357
            self._graph[revision].remove(parent)
373
372
                            for revision in self._graph)
374
373
        # Each mainline revision counts how many child branches have spawned from it.
375
374
        self._revno_to_branch_count = {}
376
 
 
 
375
        
377
376
        # this is a stack storing the depth first search into the graph.
378
377
        self._node_name_stack = []
379
378
        # at each level of recursion we need the merge depth this node is at:
380
379
        self._node_merge_depth_stack = []
381
380
        # 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
 
381
        # stack stores the parents we have not yet checked for the node at the 
383
382
        # matching depth in _node_name_stack
384
383
        self._pending_parents_stack = []
385
384
        # When we first look at a node we assign it a seqence number from its
397
396
        # D 0  [F, E]
398
397
        # E  1 [F]
399
398
        # F 0
400
 
        # the scheduling order is: F, E, D, C, B, A
 
399
        # the scheduling order is: F, E, D, C, B, A 
401
400
        # that is - 'left subtree, right subtree, node'
402
401
        # which would mean that when we schedule A we can emit the entire tree.
403
402
        self._scheduled_nodes = []
404
 
        # This records for each node when we have processed its left most
 
403
        # This records for each node when we have processed its left most 
405
404
        # unmerged subtree. After this subtree is scheduled, all other subtrees
406
405
        # have their merge depth increased by one from this nodes merge depth.
407
406
        # it contains tuples - name, merge_depth
409
408
 
410
409
        # seed the search with the tip of the branch
411
410
        if (branch_tip is not None and
412
 
            branch_tip != _mod_revision.NULL_REVISION and
413
 
            branch_tip != (_mod_revision.NULL_REVISION,)):
 
411
            branch_tip != _mod_revision.NULL_REVISION):
414
412
            parents = self._graph.pop(branch_tip)
415
413
            self._push_node(branch_tip, 0, parents)
416
414
 
417
415
    def sorted(self):
418
416
        """Sort the graph and return as a list.
419
 
 
 
417
        
420
418
        After calling this the sorter is empty and you must create a new one.
421
419
        """
422
420
        return list(self.iter_topo_order())
423
421
 
424
422
    def iter_topo_order(self):
425
423
        """Yield the nodes of the graph in a topological order.
426
 
 
 
424
        
427
425
        After finishing iteration the sorter is empty and you cannot continue
428
426
        iteration.
429
427
        """
459
457
            left_subtree_pushed_stack_append(False)
460
458
            pending_parents_stack_append(list(parents))
461
459
            # as we push it, check if it is the first child
462
 
            parent_info = None
463
460
            if parents:
464
461
                # 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:
 
462
                parent_info = revnos[parents[0]]
471
463
                first_child = parent_info[1]
472
464
                parent_info[1] = False
473
465
            else:
501
493
            pending_parents_stack_pop()
502
494
 
503
495
            parents = original_graph[node_name]
504
 
            parent_revno = None
505
496
            if parents:
506
497
                # 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:
 
498
                parent_revno = revnos[parents[0]][0]
513
499
                if not first_child:
514
500
                    # not the first child, make a new branch
515
501
                    base_revno = parent_revno[0]
524
510
                    revno = parent_revno[:-1] + (parent_revno[-1] + 1,)
525
511
            else:
526
512
                # no parents, use the root sequence
527
 
                root_count = revno_to_branch_count.get(0, -1)
528
 
                root_count += 1
 
513
                root_count = revno_to_branch_count.get(0, 0)
529
514
                if root_count:
530
515
                    revno = (0, root_count, 1)
531
516
                else:
532
517
                    revno = (1,)
 
518
                root_count += 1
533
519
                revno_to_branch_count[0] = root_count
534
520
 
535
521
            # store the revno for this node for future reference
553
539
                    if not left_subtree_pushed_stack[-1]:
554
540
                        # recurse depth first into the primary parent
555
541
                        next_node_name = pending_parents_stack[-1].pop(0)
556
 
                        is_left_subtree = True
557
 
                        left_subtree_pushed_stack[-1] = True
558
542
                    else:
559
543
                        # place any merges in right-to-left order for scheduling
560
544
                        # which gives us left-to-right order after we reverse
561
 
                        # the scheduled queue. XXX: This has the effect of
 
545
                        # the scheduled queue. XXX: This has the effect of 
562
546
                        # allocating common-new revisions to the right-most
563
 
                        # subtree rather than the left most, which will
 
547
                        # subtree rather than the left most, which will 
564
548
                        # display nicely (you get smaller trees at the top
565
549
                        # of the combined merge).
566
550
                        next_node_name = pending_parents_stack[-1].pop()
567
 
                        is_left_subtree = False
568
551
                    if next_node_name in completed_node_names:
569
552
                        # this parent was completed by a child on the
570
553
                        # call stack. skip it.
579
562
                        # current search stack (but not completed or we would
580
563
                        # have hit the continue 4 lines up.
581
564
                        # 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
 
565
                        raise errors.GraphCycleError(node_name_stack)
587
566
                    next_merge_depth = 0
588
 
                    if is_left_subtree:
 
567
                    if left_subtree_pushed_stack[-1]:
589
568
                        # a new child branch from name_stack[-1]
 
569
                        next_merge_depth = 1
 
570
                    else:
590
571
                        next_merge_depth = 0
591
 
                    else:
592
 
                        next_merge_depth = 1
 
572
                        left_subtree_pushed_stack[-1] = True
593
573
                    next_merge_depth = (
594
574
                        node_merge_depth_stack[-1] + next_merge_depth)
595
575
                    push_node(
596
576
                        next_node_name,
597
577
                        next_merge_depth,
598
578
                        parents)
599
 
                    # and do not continue processing parents until this 'call'
 
579
                    # and do not continue processing parents until this 'call' 
600
580
                    # has recursed.
601
581
                    break
602
582
 
631
611
 
632
612
    def _push_node(self, node_name, merge_depth, parents):
633
613
        """Add node_name to the pending node stack.
634
 
 
 
614
        
635
615
        Names in this stack will get emitted into the output as they are popped
636
616
        off the stack.
637
617
        """
640
620
        self._left_subtree_pushed_stack.append(False)
641
621
        self._pending_parents_stack.append(list(parents))
642
622
        # as we push it, figure out if this is the first child
643
 
        parent_info = None
 
623
        parents = self._original_graph[node_name]
644
624
        if parents:
645
625
            # 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:
 
626
            parent_info = self._revnos[parents[0]]
652
627
            first_child = parent_info[1]
653
628
            parent_info[1] = False
654
629
        else:
658
633
        self._first_child_stack.append(first_child)
659
634
 
660
635
    def _pop_node(self):
661
 
        """Pop the top node off the stack
 
636
        """Pop the top node off the stack 
662
637
 
663
638
        The node is appended to the sorted output.
664
639
        """
672
647
        self._pending_parents_stack.pop()
673
648
 
674
649
        parents = self._original_graph[node_name]
675
 
        parent_revno = None
676
650
        if parents:
677
651
            # 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:
 
652
            parent_revno = self._revnos[parents[0]][0]
684
653
            if not first_child:
685
654
                # not the first child, make a new branch
686
655
                base_revno = parent_revno[0]
696
665
        else:
697
666
            # no parents, use the root sequence
698
667
            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
668
            if root_count:
702
669
                revno = (0, root_count, 1)
703
670
            else:
704
671
                revno = (1,)
 
672
            root_count += 1
705
673
            self._revno_to_branch_count[0] = root_count
706
674
 
707
675
        # store the revno for this node for future reference