Petri网可达分析算法

来源：互联网发布：mac导入铃声编辑：程序博客网时间：2024/06/06 02:22
Petri网导论这本教材第三章的算法
C++实现
输入为库所和变迁个数以及关联矩阵
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#include <cstdio>#include <cmath>#include <cstring>#include <string>#include <cstdlib>#include <iostream>#include <algorithm>#include <stack>#include <map>#include <set>#include <vector>#include <sstream>#include <queue>#include <utility>using namespace std;#define LL long long#define ULL unsigned long long#define inf 0x7fffffff#define mod %100000007#define mp make_pair#define fi first#define se second#define lson l,m,rt<<1#define rson m+1,r,rt<<1|1#define mid int m=(l+r)>>1using namespace std;const int nmax = 1000 + 10;const int tmax = 100 + 10;const int pmax = 100 + 10;int np, nt;//输入库所和变迁个数int A[tmax][pmax];//输入关联矩阵int A1[tmax][pmax], A2[tmax][pmax];//输出矩阵A+ 和输入矩阵A-int M0[pmax];//输入初始标识int M[pmax], M1[pmax];//当前标识struct Node {//CT节点    int m[pmax];//标识向量    struct Node* parent;//指向父节点的指针    int t;//变迁编号 1，2……，nt（对应下标+1）    int flag;//标记 0为新，1为旧，-1为端点    Node() {        memset(m, 0 ,sizeof(m));        parent = NULL;        t = 0;        flag = 0;    };} Tr[nmax];bool repeat(int i) {//true为M是重复节点    for(int j = 0; j < np; ++j) {        if(M[j] != Tr[i].m[j]) return false;    }    return true;//M(j) == m[j] j=1,2,...,np}bool check(int i) {// true为ti可发生    for(int j = 0; j < np; ++j) {        if(M[j] < A2[i][j]) return false;    }    return true;//M[ti> 充要条件：M(j)>=aij j=1,2,...,np}int main() {    freopen("input.txt",  "r", stdin);    freopen("output.txt", "w", stdout);    int cases = 0;    /* 输入库所个数np和变迁个数nt，0 0结束输入 */    while(~scanf("%d %d", &np, &nt) && (np != 0 || nt != 0)) {        printf("Case %d:\n", ++cases);        int CR = 0;//1为可覆盖树，0为可达树        int k = 0;//记录CT中节点的个数        /* 清理上一组数据 */        memset(Tr, 0, sizeof(Tr));        memset(A,  0, sizeof(A));        memset(A1, 0, sizeof(A1));        memset(A2, 0, sizeof(A2));        memset(M0, 0, sizeof(M0));        memset(M,  0, sizeof(M));        memset(M1, 0, sizeof(M1));        /* 输入关联矩阵A和初始标识M0 */        for(int i = 0; i < nt; ++i) {            for(int j = 0; j < np; ++j) {                scanf("%d", &A[i][j]);                if(A[i][j] == 1)  A1[i][j] =  A[i][j];                if(A[i][j] == -1) A2[i][j] = -A[i][j];            }        }//关联矩阵        /* step0 以初始标识为CT的根节点，并标为新=0 */        Node *head;//空的头节点        head = (Node*)malloc(sizeof(struct Node));        head->parent = NULL;        Tr[k].parent = head;//根节点（初始标识）M0=Tr[0] 指向空的头节点head        for(int i = 0; i < np; ++i) {            scanf("%d", &M0[i]);            Tr[k].m[i] = M0[i];//Tr[0]为CT根节点        }//初始标识        k++;//目前只有一个根节点k=1        /* step1 是否存在新=0的节点，任选一个新的节点为当前节点=M */        while(1) {            int nnew = -1;//当前节点（标识）的下标            for(int i = 0; i < k; ++i) {                if(Tr[i].flag == 0) {                    nnew = i;//有新节点，下标为i                    break;                }            }if(nnew == -1) {//判断没有新的节点，结束while                break;            }//step1 结束，否则继续            /* 将任意一个新节点设置为当前节点=M */            for(int i = 0; i < np; ++i) {                M[i] = Tr[nnew].m[i];            }            /* step2 根节点=head 到 当前节点=M 的路径上 如果有重复标为旧flag=1 */            int rep = 0;            Node *q = Tr[nnew].parent;//q指向当前节点M的父节点            while(q->parent != NULL) {                int f = 0;                for(int j = 0; j < np; ++j) {                    if(M[j] != q->m[j]) f = 1;                }if(f == 0) {//M是重复节点                    Tr[nnew].flag = 1;//标为旧=1                    rep = 1;                    break;                }                q = q->parent;            }if(rep == 1) {                continue;//返回while，step1            }//step2 结束，不标为旧则继续            /* step3 当前节点=M 如果所有的变迁都是死的标为端点=-1 */            int dead = -1;            for(int i = 0; i < nt; ++i) {                if(check(i)) {//存在可发生的变迁ti                    dead = i;                    break;                }            }if(dead == -1) {                Tr[nnew].flag = -1;//所有的变迁都不可发生，标为端点=-1                continue;//返回while，step1            }//step3 结束，不标为端点则继续            /* step4 对每个可发生的t */            for(int i = 0; i < nt; ++i) {//遍历每一个变迁t                if(check(i)){//ti可发生                    for(int j = 0; j < np; ++j) {                        /* 计算M1 */                        if(M[j] == 'w') M1[j] = M[j];                        else M1[j] = M[j] + A[i][j];                        Tr[k].m[j] = M1[j];                    }                    /* 插入w分量 */                    Node *p = &Tr[nnew];//p指向当前节点M                    while(p->parent != NULL) {                        int f = 0;                        for(int j = 0; j < np; ++j) {                            if(p->m[j] > M1[j]) {                                f = -1;//不满足条件                                break;                            }                        }if(f == 0) {                            for(int j = 0; j < np; ++j) {                                if(p->m[j] < M1[j]) {                                    Tr[k].m[j] = 'w';                                    CR = 1;//存在w分量                                }                            }                        }                        p = p->parent;                    }//判断是否有无穷w                    /* 插入新节点 */                    Tr[k].parent = &Tr[nnew];//有向弧                    Tr[k].t = i + 1;//有向弧旁标                    Tr[nnew].flag = 2;//抹去标注                    k++;//节点个数增加                }            }//step4 结束，创建了新节点，继续找标为新=1的节点        }//无标为新的节点，while结束        /* step1 结束，算法结束 */        /* 输出得到可覆盖树CT或者可达树RT */        if(CR == 0) printf("The tree is reachability tree ");        else        printf("The tree is coverability tree ");        printf("of %d nodes.\n", k);        for(int i = 0; i < k; ++i) {            for(int j = 0; j < np; ++j) {                if(j == 0) printf("M%d = [", i);                if(Tr[i].m[j] != 'w') printf("%d", Tr[i].m[j]);                else printf("%c", Tr[i].m[j]);                if(j != np - 1) printf(",");                else printf("]");            }            if(Tr[i].t != 0) printf(" t%d", Tr[i].t);            if(Tr[i].parent != head) {                for(int j = 0; j < np; ++j) {                    if(j == 0) printf(" parent = [");                    if(Tr[i].parent->m[j] != 'w') printf("%d", Tr[i].parent->m[j]);                    else printf("%c", Tr[i].parent->m[j]);                    if(j != np - 1) printf(",");                    else printf("]");                }            }            printf("\n");        }        printf("\n");    }    return 0;}
16年12月完成现在只是存一下（主要比较好找）
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