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DynamicProgramming/DynamicProgramming.py

@@ -0,0 +1,117 @@
+#!/usr/bin/env python
+# coding: utf-8
+
+
+import numpy as np
+import time
+#Lire une instance du graph a partir d'un fichier
+def from_file(file_path):
+        with open(file_path) as f:
+            line = f.readline()
+            while line[0] != "p":
+                line = f.readline()
+            n = int(line.split()[2])
+            adj_mat = []
+            for i in range(0,n):
+                adj_mat.append([False]*n)
+            for line in f:
+                if line[0] == "e":
+                    w, v = map(int, line.split()[1:])
+                    adj_mat[w-1][v-1] = adj_mat[v-1][w-1] = True
+        return np.array(adj_mat)
+
+#Ecrire la solution dans un fichier 
+def to_file(file_path , Graph):                                                                   
+  Temps,Soluce = DynamicProgramming(Graph)
+  with open(file_path,"w") as f:
+    f.write( "# Solution pour le Graph du fichier "+file_path+"\n" )
+    f.write( "Minimum number of colors used : " + str(Soluce[1]) + "\n" )
+    f.write( "Temps execution :: "+str(Temps) + "\n" )
+    f.write( "Color Affectation to the nodes : \n")
+    [f.write( "Node "+ str(i)+ " :: "+str(Soluce[0][i]) +"\n") for i in range(0,len(Soluce[0]))]
+  return
+
+#Fonction de Transition d'un etat a un autre
+#Colorer le noeud node avec toutes les couleurs possibles
+#Si aucune couleur possible, ajouter une nouvelle couleur
+
+def ColorerVoisin(Graph, state, node):
+    #Le premier noeud, on lui affectte la couleur 0
+    if node == 0:
+        NewStates = [ ([0] , 1) ]
+    else : 
+        #Recuperer la colorisation sous-optimale 
+        Soluce = state[0]
+        #Le nombre de couleur sous-optimal
+        XG = state[1]
+        #Initialisation de la liste des sous-solutions optimales
+        NewStates = []
+        #Recuperer la liste des adjacents du noeud
+        Adjacents = np.where(Graph[node][:node] == True)[0]
+        #Recuperer la liste des couleurs deja utiliser par les adjacents du noeud
+        AdjColor = np.unique( np.array( [Soluce[V] for V in Adjacents] ) )
+        #Affecter Toutes les couleurs possibles au noeud
+        for color in range(0,XG):
+            if color not in AdjColor:
+                NewSoluce = Soluce.copy()
+                NewSoluce.append(color)
+                NewState = (NewSoluce , XG)
+                NewStates.append(NewState)
+        #Si pas de couleurs possibles alors ajouter une nouvelle couleur
+        if len(NewStates) == 0:
+            NewSoluce = Soluce.copy()
+            NewSoluce.append(XG)
+            NewState = (NewSoluce , XG + 1)
+            NewStates.append(NewState) 
+    return np.array(NewStates,dtype=object)
+
+#Programmation dynamique
+#Input : Un graph a N noeuds
+# Supposons qu'on a une solution optimale pour le Graph a (N - 1) Noeuds : X( G (N-1) )
+# Quel est la solution optimale pour un graph a (N) Noeuds, X( G(N) ) = ?
+# Ensemble des decisitons possible : 
+# Soit on peut affecter une couleur au noeud N, sans enfreindre les regles de colorisation ==> X( G(N) ) = X( G(N-1) )
+# Si aucune couleur possible au noeud N, Ajouter une nouvelle couleur ==> X( G(N) ) = X( G(N-1) ) + 1
+
+def DynamicProgramming(Graph):
+    #Temps initial
+    ts = time.time()
+    #Nombre de Noeuds
+    V = len(Graph)
+    #Etat initiale : Aucun noeud , 0 couleur
+    state = ([],0)
+    #Ensembles des etats Ek : Ensemble des colorisations possibles optimales du sous-graph a k noeuds
+    Level = [np.array( [ ( [] , 0) ], dtype=object)]
+    #Pour chaque Noeud : 
+    for node in range(0,V):
+        #Obtenir l'ensembles des etats precedent :E(k-1)
+        States = Level.pop()
+        #Recuperer le cout de chaque solution (nombre de couleurs)
+        XG_list = States[:,1]
+        #Recupere les solutions avec le moindres couts(nombre de couleur)
+        indStates = np.where(XG_list== XG_list.min())[0]
+        #Initialiser l'ensemble E(k)
+        Solutions = []
+        #Pour chaque  Solutions optimales a k-1
+        for i in indStates :
+            #Obtenir les nouvelles solutions optimales a l'ordre k
+            Solutions.extend(ColorerVoisin(Graph,States[i],node) )
+        #Ajouter les Ek
+        Level.append(np.array(Solutions))
+    #Recupere les solutions optimales des derniers etats E(n)
+    States = Level.pop()
+    XG_list = States[:,1]
+    tf = time.time()
+    return tf-ts,States[np.argmin(XG_list)]
+
+def coloring_graph(fromFile , toFilePath):
+  Graph = from_file(fromFile)
+  to_file(toFilePath+ fromFile+".Soluce.txt",Graph)
+
+coloring_graph("myciel4.col","DynamicSoluce/")
+
+
+
+
+
+

DynamicProgramming/DynamicSoluce/myciel3.col.Soluce.txt

@@ -0,0 +1,15 @@
+# Solution pour le Graph du fichier DynamicSoluce/myciel3.col.Soluce.txt
+Minimum number of colors used : 4
+Temps execution :: 0.002442598342895508
+Color Affectation to the nodes : 
+Node 0 :: 0
+Node 1 :: 1
+Node 2 :: 0
+Node 3 :: 1
+Node 4 :: 2
+Node 5 :: 0
+Node 6 :: 1
+Node 7 :: 0
+Node 8 :: 1
+Node 9 :: 2
+Node 10 :: 3

DynamicProgramming/DynamicSoluce/myciel4.col.Soluce.txt

@@ -0,0 +1,27 @@
+# Solution pour le Graph du fichier DynamicSoluce/myciel4.col.Soluce.txt
+Minimum number of colors used : 5
+Temps execution :: 0.29488134384155273
+Color Affectation to the nodes : 
+Node 0 :: 0
+Node 1 :: 1
+Node 2 :: 0
+Node 3 :: 1
+Node 4 :: 2
+Node 5 :: 0
+Node 6 :: 1
+Node 7 :: 0
+Node 8 :: 1
+Node 9 :: 2
+Node 10 :: 3
+Node 11 :: 0
+Node 12 :: 1
+Node 13 :: 0
+Node 14 :: 1
+Node 15 :: 2
+Node 16 :: 0
+Node 17 :: 1
+Node 18 :: 0
+Node 19 :: 1
+Node 20 :: 2
+Node 21 :: 3
+Node 22 :: 4

DynamicProgramming/DynamicSoluce/queen5_5.col.Soluce.txt

@@ -0,0 +1,29 @@
+# Solution pour le Graph du fichier DynamicSoluce/queen5_5.col.Soluce.txt
+Minimum number of colors used : 5
+Temps execution :: 0.0049898624420166016
+Color Affectation to the nodes : 
+Node 0 :: 0
+Node 1 :: 1
+Node 2 :: 2
+Node 3 :: 3
+Node 4 :: 4
+Node 5 :: 2
+Node 6 :: 3
+Node 7 :: 4
+Node 8 :: 0
+Node 9 :: 1
+Node 10 :: 4
+Node 11 :: 0
+Node 12 :: 1
+Node 13 :: 2
+Node 14 :: 3
+Node 15 :: 1
+Node 16 :: 2
+Node 17 :: 3
+Node 18 :: 4
+Node 19 :: 0
+Node 20 :: 3
+Node 21 :: 4
+Node 22 :: 0
+Node 23 :: 1
+Node 24 :: 2

DynamicProgramming/DynamicSoluce/queen7_7.col.Soluce.txt

@@ -0,0 +1,53 @@
+# Solution pour le Graph du fichier DynamicSoluce/queen7_7.col.Soluce.txt
+Minimum number of colors used : 7
+Temps execution :: 4.870969772338867
+Color Affectation to the nodes : 
+Node 0 :: 0
+Node 1 :: 1
+Node 2 :: 2
+Node 3 :: 3
+Node 4 :: 4
+Node 5 :: 5
+Node 6 :: 6
+Node 7 :: 2
+Node 8 :: 3
+Node 9 :: 4
+Node 10 :: 5
+Node 11 :: 6
+Node 12 :: 0
+Node 13 :: 1
+Node 14 :: 4
+Node 15 :: 5
+Node 16 :: 6
+Node 17 :: 0
+Node 18 :: 1
+Node 19 :: 2
+Node 20 :: 3
+Node 21 :: 6
+Node 22 :: 0
+Node 23 :: 1
+Node 24 :: 2
+Node 25 :: 3
+Node 26 :: 4
+Node 27 :: 5
+Node 28 :: 1
+Node 29 :: 2
+Node 30 :: 3
+Node 31 :: 4
+Node 32 :: 5
+Node 33 :: 6
+Node 34 :: 0
+Node 35 :: 3
+Node 36 :: 4
+Node 37 :: 5
+Node 38 :: 6
+Node 39 :: 0
+Node 40 :: 1
+Node 41 :: 2
+Node 42 :: 5
+Node 43 :: 6
+Node 44 :: 0
+Node 45 :: 1
+Node 46 :: 2
+Node 47 :: 3
+Node 48 :: 4

DynamicProgramming/myciel3.col

@@ -0,0 +1,26 @@
+c FILE: myciel3.col
+c SOURCE: Michael Trick (trick@cmu.edu)
+c DESCRIPTION: Graph based on Mycielski transformation. 
+c              Triangle free (clique number 2) but increasing
+c              coloring number
+p edge 11 20
+e 1 2
+e 1 4
+e 1 7
+e 1 9
+e 2 3
+e 2 6
+e 2 8
+e 3 5
+e 3 7
+e 3 10
+e 4 5
+e 4 6
+e 4 10
+e 5 8
+e 5 9
+e 6 11
+e 7 11
+e 8 11
+e 9 11
+e 10 11

DynamicProgramming/myciel4.col

@@ -0,0 +1,77 @@
+c FILE: myciel4.col
+c SOURCE: Michael Trick (trick@cmu.edu)
+c DESCRIPTION: Graph based on Mycielski transformation. 
+c              Triangle free (clique number 2) but increasing
+c              coloring number
+p edge 23 71
+e 1 2
+e 1 4
+e 1 7
+e 1 9
+e 1 13
+e 1 15
+e 1 18
+e 1 20
+e 2 3
+e 2 6
+e 2 8
+e 2 12
+e 2 14
+e 2 17
+e 2 19
+e 3 5
+e 3 7
+e 3 10
+e 3 13
+e 3 16
+e 3 18
+e 3 21
+e 4 5
+e 4 6
+e 4 10
+e 4 12
+e 4 16
+e 4 17
+e 4 21
+e 5 8
+e 5 9
+e 5 14
+e 5 15
+e 5 19
+e 5 20
+e 6 11
+e 6 13
+e 6 15
+e 6 22
+e 7 11
+e 7 12
+e 7 14
+e 7 22
+e 8 11
+e 8 13
+e 8 16
+e 8 22
+e 9 11
+e 9 12
+e 9 16
+e 9 22
+e 10 11
+e 10 14
+e 10 15
+e 10 22
+e 11 17
+e 11 18
+e 11 19
+e 11 20
+e 11 21
+e 12 23
+e 13 23
+e 14 23
+e 15 23
+e 16 23
+e 17 23
+e 18 23
+e 19 23
+e 20 23
+e 21 23
+e 22 23