chiark / gitweb /
WIP ocean scraper seems to mostly work, need to do arg parsing and IO
[ypp-sc-tools.db-live.git] / yarrg / yppedia-chart-parser
index 2da027e14829255b308d8e2071e1976285a61c76..fca7abd7f45652f783fa01b330e6ff05fe389f39 100755 (executable)
@@ -4,28 +4,41 @@ use strict (qw(vars));
 use warnings;
 
 use Graph::Undirected;
-
+use Commods;
 use CommodsDatabase;
 
+my $ocean= 'Midnight';
+
+
 my $widists= Graph::Undirected->new();
 my $wiarchs= Graph::Undirected->new();
+my $wispr;
+my $dbspr;
 my @wiarchlabels;
 my %wiisland2node;
 my %winode2island;
-my %wiisland2arch;
 my %winode2lines;
 my %wiccix2arch;
+my $wialldists;
 
 my $dbdists= Graph::Undirected->new();
 my %dbisland2arch;
 
-my %msgcount;
-sub perr ($$) { print STDERR "$_[0]: $_[1]\n"; $msgcount{$_[0]}++; }
-sub warning ($) { perr("warning",$_[0]); }
-sub error   ($) { perr("error",  $_[0]); }
-sub change  ($) { perr("change", $_[0]); }
+my %msgs;
+sub pmsg ($$) { push @{ $msgs{$_[0]} }, "$_[0]: $_[1]\n"; }
+sub warning ($) { pmsg("warning",$_[0]); }
+sub error   ($) { pmsg("error",  $_[0]); }
+sub change  ($) { pmsg("change", $_[0]); }
+sub print_messages () {
+    foreach my $k (qw(change warning error)) {
+       my $m= $msgs{$k};
+       next unless $m;
+       print sort @$m or die $!;
+    }
+}
+sub progress ($) { print "($_[0])\n"; }
 
-if ($ARGV[0] eq '--debug') {
+if (@ARGV && $ARGV[0] eq '--debug') {
     shift @ARGV;
     open DEBUG, ">&STDOUT" or die $!;
     select(DEBUG); $|=1;
@@ -45,7 +58,7 @@ sub nn_xy ($$) {
     return $n;
 }
 
-sub parse_yppedia_map () {
+sub yppedia_chart_parse () {
     # We don't even bother with tag soup; instead we do line-oriented parsing.
 
     while (<>) {
@@ -71,7 +84,6 @@ sub parse_yppedia_map () {
            $winode2island{$n}= $island;
            $widists->add_vertex($n);
            $wiarchs->add_vertex($n);
-#print "\$g->add_vertex('$n');\n";
            printf DEBUG "%2d,%-2d island %s\n", $x,$y,$island;
        } elsif (($solid,$x,$y,$dirn) =
            m/^\{\{ chart\ league((?:\ solid)?) \|(\d+)\|(\d+)\|
@@ -84,13 +96,13 @@ sub parse_yppedia_map () {
            elsif ($dirn eq '/') { $x++; $by++; }
            else { die; }
 
-           $widists->add_weighted_edge($nn->(), nn_xy($bx,$by), 1);
-           $wiarchs->add_edge($nn->(), nn_xy($bx,$by)) if $solid;
-           $wiarchs->add_edge($nn->(), nn_xy($bx,$by)) if $solid;
-#print "\$g->add_edge('".$nn->()."','".nn_xy($bx,$by)."');\n" if $solid;
+           my $nb= nn_xy($bx,$by);
+           $widists->add_weighted_edge($nn->(), $nb, 1);
+           $wiarchs->add_edge($nn->(), $nb) if $solid;
+           $wiarchs->add_edge($nn->(), $nb) if $solid;
 
-           printf DEBUG "%2d,%-2d league %-6s %s\n", $x,$y,
-               $solid?'solid':'dotted', $dirn;
+           printf DEBUG "%2d,%-2d league %-6s %s %s\n", $x,$y,
+               $solid?'solid':'dotted', $dirn, $nb;
        } elsif (
            m/^\{\{ chart\ head \}\}$/xi
                 ) {
@@ -101,7 +113,7 @@ sub parse_yppedia_map () {
     }
 }
 
-sub parse_database_map () {
+sub database_fetch_ocean () {
     my ($row,$sth);
     $sth= $dbh->prepare('SELECT islandname, archipelago FROM islands');
     $sth->execute();
@@ -120,22 +132,44 @@ sub parse_database_map () {
     }
 }                       
 
-sub process_yppedia_graphs () {
+sub database_graph_spr () {
+    $dbspr= shortest_path_reduction('db',$dbdists);
+}
+
+sub yppedia_graphs_add_shortcuts () {
+    # We add edges between LPs we know about, as you can chart
+    # between them.  Yppedia often lacks these edges.
+    #
+    foreach my $p ($widists->vertices) {
+       my ($ax,$ay) = $p =~ m/^(\d+)\,(\d+)$/ or die;
+       my $add_shortcut= sub {
+           my $q= sprintf "%d,%d", $ax+$_[0], $ay+$_[1];
+           return unless $widists->has_vertex($q);
+           return if $widists->has_edge($p,$q);
+           printf DEBUG "%-5s league-shortcut %-5s\n", $p, $q;
+           $widists->add_weighted_edge($p,$q,1);
+       };
+       $add_shortcut->( 2,0);
+       $add_shortcut->(+1,1);
+       $add_shortcut->(-1,1);
+    }
+}
+
+sub yppedia_graphs_prune_boring () {
     # Prune the LP database by eliminating boring intermediate vertices
     foreach my $delete ($widists->vertices()) {
        next if exists $winode2island{$delete};
        my @neigh= $widists->neighbours($delete);
        next unless @neigh==2;
-#      my @aneigh= $wiarchs->has_vertex($delete)
-#          ? $wiarchs->neighbours($delete) : ();
-#      next unless @aneigh==0 || @aneigh==2;
        my $weight= 0;
        map { $weight += $widists->get_edge_weight($delete, $_) } @neigh;
        $widists->add_weighted_edge(@neigh, $weight);
        $widists->delete_vertex($delete);
        printf DEBUG "%-5s elide %5s %-5s %2d\n", $delete, @neigh, $weight;
     }
+}
 
+sub yppedia_graphs_check () {
     # Check that it's connected.
     foreach my $cc ($widists->connected_components()) {
        next if 2*@$cc > $widists->vertices();
@@ -146,12 +180,30 @@ sub process_yppedia_graphs () {
        }
        warning($m);
     }
+}
 
-    # Compute all-pairs-shortest-paths on dist, which is the
-    # actual distances between all LPs.
-    my $wialldists= $widists->APSP_Floyd_Warshall();
+sub yppedia_archs_sourceinfo () {
+    # Assign archipelagoes according to the source-info file
+    foreach my $arch (sort keys %{ $oceans{$ocean} }) {
+       foreach my $islename (sort keys %{ $oceans{$ocean}{$arch} }) {
+           my $islenode= $wiisland2node{$islename};
+           defined $islenode or
+               error("island $islename in source-info but not in WP map");
+           my $ccix= $wiarchs->connected_component_by_vertex($islenode);
+           my $oldarch= $wiccix2arch{$ccix};
+           error("island $islename in $arch in source-info".
+                 " connected to $oldarch as well")
+               if defined $oldarch && $oldarch ne $arch;
+           printf DEBUG "%-5s force-island-arch cc%-2d %-10s %s\n",
+               $islenode, $ccix, $arch, $islename;
+           $wiccix2arch{$ccix}= $arch;
+       }
+    }
+}
 
+sub yppedia_archs_chart_labels () {
     # Assign archipelago labels to groups of islands
+    #
     foreach my $label (@wiarchlabels) {
        my ($ax,$ay,$arch) = @$label;
        my $best_ccmulti= -1;
@@ -168,8 +220,8 @@ sub process_yppedia_graphs () {
            my $d2= ($vx-$ax)*($vx-$ax) + ($vy-$ay)*($vy-$ay);
            my $cmp= $ccmulti <=> $best_ccmulti
                ||   $best_d2 <=> $d2;
-           printf DEBUG "%2d,%-2d arch-island-search %5s d2=%4d ccix=%-2d".
-                        " cc=%2d ccmulti=%d cmp=%-2d %s\n",
+           printf DEBUG "%2d,%-2d arch-island-search %5s d2=%4d cc%-2d".
+                        " #cc=%2d ccmulti=%d cmp=%2d %s\n",
                $ax,$ay, $vertex, $d2, $ccix, scalar(@cc), $ccmulti, $cmp,
                $winode2island{$vertex};
            next unless $cmp > 0;
@@ -178,15 +230,16 @@ sub process_yppedia_graphs () {
            $best_ccmulti= $ccmulti;
        }
        die 'no island vertices?!' unless defined $best_n;
-       printf DEBUG "%2d,%-2d arch-island-select %-5s d2=%-2d %-10s %s\n",
-           $ax,$ay, $best_n, $best_d2, $arch, $winode2island{$best_n};
        my $ccix= $wiarchs->connected_component_by_vertex($best_n);
+       printf DEBUG
+           "%2d,%-2d arch-island-select %-5s d2=%4d cc%-2d     %-10s %s\n",
+           $ax,$ay, $best_n, $ccix, $best_d2, $arch, $winode2island{$best_n};
        my $desc= join "\n", map {
            my $in= $winode2island{$_};
            "    LP $_". (defined $in ? ", $in" : "");
        } sort $wiarchs->connected_component_by_index($ccix);
 
-       if (exists $wiccix2arch{$ccix}) {
+       if (exists $wiccix2arch{$ccix} and $wiccix2arch{$ccix} ne $arch) {
            error("archipelago determination failed, wrongly merged:\n".
                  "    archipelago $arch\n".
                  "    archipelago $wiccix2arch{$ccix}\n".
@@ -196,7 +249,9 @@ sub process_yppedia_graphs () {
        $wiccix2arch{$ccix}= $arch;
 #      print "$ccix $arch ::\n$desc\n";
     }
+}
 
+sub yppedia_archs_fillbynearest() {
     # Assign islands not labelled above to archipelagoes.
     #
     # We do this by, for each connected component (set of islands
@@ -204,52 +259,76 @@ sub process_yppedia_graphs () {
     # connected component which has already been assigned an arch.
     # `Nearest' means shortest distance of unpurchaseable charts, in
     # leagues.
-
-    # fixme need some hints
-
+    #
     # we need only consider vertices which weren't `boring intermediate
     # vertices' (removed during optimisation as being of order 2)
     my @ccs_useful= map {
        [ grep { $widists->has_vertex($_) } @$_ ]
     } $wiarchs->connected_components();
 
+    my @assignments;
+
     foreach my $sourceccix (0..$#ccs_useful) {
        next if defined $wiccix2arch{$sourceccix};
+       next unless $ccs_useful[$sourceccix];
 
-       my $sourcecc= $ccs_useful[$sourceccix];
-       my @islandnodes= grep { $winode2island{$_} } @$sourcecc;
+       my @sourcecc= $wiarchs->connected_component_by_index($sourceccix);
+       my @islandnodes= grep { $winode2island{$_} } @sourcecc;
        next unless @islandnodes; # don't care, then
 
+       foreach my $islandnode (@islandnodes) {
+           printf DEBUG "%-5s arch-join-need cc%-2d             %s\n",
+               $islandnode, $sourceccix, $winode2island{$islandnode};
+       }
        my $best_dist= 9999999;
-       my $best_target;
+       my ($best_target, $best_targetccix, $best_source);
        foreach my $targetccix (0..$#ccs_useful) {
            next unless defined $wiccix2arch{$targetccix}; # not helpful
-           my $targetcc= $ccs_useful[$targetccix];
-           foreach my $target (@$targetcc) {
-               foreach my $source (@$sourcecc) {
-                   my $target_dist= $wialldists->path_length($target,$source);
+           next unless $ccs_useful[$targetccix];
+           foreach my $target ($wiarchs->
+                        connected_component_by_index($targetccix)) {
+               next unless $widists->has_vertex($target);
+               foreach my $source (@sourcecc) {
+                   my $target_dist= widist($target,$source);
+                   next unless defined $target_dist;
                    next if $target_dist >= $best_dist;
                    $best_dist= $target_dist;
+                   $best_source= $source;
                    $best_target= $target;
+                   $best_targetccix= $targetccix;
                }
            }
        }
-#      die "no possible target ?!" unless defined $best_target;
-#
-#      printf DEBUG "
-#
-#    foreach my $node (sort keys %winode2island) {
-#      my $island= $winode2island{$node};
-#      my $arch= winode2arch($node);
-#      next if defined $arch;
-#      my $ccix= $wiarchs->connected_component_by_vertex($node);
-#      my @cc= $wiarchs->connected_component_by_index($ccix);
-#      @cc= grep { defined $winode2island{$_} } @cc;
-#      # We search for the best:
-#      #      - member of this connected component
+       die "no possible target ?!" unless defined $best_target;
+
+       my $arch= $wiccix2arch{$best_targetccix};
+       my $best_island= $winode2island{$best_target};
+       printf DEBUG "%-5s arch-join-to %-5s dist=%2d cc%-2d  %-10s %s\n",
+           $best_source, $best_target, $best_dist,
+           $best_targetccix, $arch,
+           defined($best_island) ? $best_island : "-";
+
+       push @assignments, [ $sourceccix, $arch ];
+    }
+    foreach my $assign (@assignments) {
+       $wiccix2arch{$assign->[0]}= $assign->[1];
     }
 }
 
+sub yppedia_graph_shortest_paths () {
+    $wialldists= $widists->APSP_Floyd_Warshall();
+}
+
+sub widist ($$) {
+    my ($p,$q) = @_;
+    my $pl= $wialldists->path_length($p,$q);
+#    die "$p $q" unless defined $pl;
+#    my @pv= $wialldists->path_vertices($p,$q);
+#    if (@pv == $pl) { return $pl; }
+#   printf DEBUG "%-5s PATHLENGTH %-5s pl=%s pv=%s\n", $p,$q,$pl,join('|',@pv);
+    return $pl;
+}
+                       
 sub winode2arch ($) {
     my ($node) = @_;
     my $ccix= $wiarchs->connected_component_by_vertex($node);
@@ -276,7 +355,7 @@ sub compare_island_lists () {
        }
        my $dbarch= $dbisland2arch{$island};
        if ($wiarch ne $dbarch) {
-           change("change archipelago from $dbarch to $wiarch".
+           change("archipelago change from $dbarch to $wiarch".
                   " for island $island");
        }
     }
@@ -289,14 +368,182 @@ sub compare_island_lists () {
                next;
                # We check arches of non-new islands above
            }
-           change("new island in $wiarch: $island");
+           change("island new in $wiarch: $island");
        }
     }
 }
 
-db_setocean('Midnight');
+sub shortest_path_reduction ($$) {
+    my ($what,$g) = @_;
+    #
+    # Takes a graph $g (and a string for messages $what) and returns
+    # a new graph which is the miminal shortest path transient reduction
+    # of $g.
+    #
+    # We also check that the shortest path closure of the intended result
+    # is the same graph as the input.  Thus the input must itself be
+    # a shortest path closure; if it isn't, we die.
+
+    my $proof=<<'END'; # way to make a big comment
+
+    Premises and definitions:
+
+    1. F is an undirected weighted graph with positive edge weights.
+
+    2. All graphs we will consider have the same vertices as F.
+
+    3. G = Closure(F) is the graph of cliques whose edge weights
+       are the shortest paths in F, one clique for each connected
+       component in F.
+
+    3a. |XY| for vertices X, Y is the weight of the edge XY in G.
+       If XY is not in G, |XY| is infinite.
+
+    4. A `reduction' of G is a subgraph K of G such that Closure(K) = G.
+       The reduction is `minimal' if there is no strict subgraph K'
+       of K such that Closure(K') = G.
+
+    5. Now each edge of G may be:
+       - `unnecessary': included in no minimal reductions of G.
+       - `essential': included in all minimal reductions of G.
+       - `contingent': included in some but not all.
+
+    6. Consider for any edge AC between the vertices A and C,
+       whether there is any B such that |AB|+|BC| = |AC| ?
+       (There can be no B such that the sum < |AC| since that would
+       mean that |AC| wasn't equal to the shortest path length.)
+
+    6a. No such B:  AC is therefore the only shortest path from A to C
+       (since G is not a multigraph).  AC is thus an essential edge.
+
+    6b. Some such B: Call all such edges AC `questionable'.
+
+    6c. Thus all edges are essential or questionable.
+
+    7. Suppose AC is a shortest contingent edge.  AC must be
+       questionable since it is not essential.  Suppose it is
+       made questionable by the existence of B such that |AB|+|BC| =
+       |AC|.  Consider AB and BC.  Since |AB| and |BC| are positive,
+       |BC| and |AB| must be < |AC| ie AB and BC are shorter than AC.
+       Since AC is a shortest contingent edge, there must be shortest
+       paths in G for AB and BC consisting entirely of essential edges.
+
+    8. Therefore it is always safe to remove AC since the paths
+       A..B and B..C will definitely still remain and provide a path
+       A..B..C with length |AB|+|BC| = |AC|.
+
+    9. Thus AC is unnecessary, contradicting the assumption in 7.
+       There are therefore no shortest contingent edges, and
+       thus no contingent edges.
+
+    10. We can construct a minimal reduction directly: for each edge
+        AC in G, search for a vertex B such that |AB|+|BC| = |AC|.
+        If we find none, AC is essential.  If we find one then AC is
+        not essential and is therefore unnecessary.
+
+END
+    
+    printf DEBUG "spr %s before %d\n", $what, scalar($g->edges());
+
+    my $result= Graph::Undirected->new();
+    foreach my $edge_ac ($g->edges()) {
+       my $edgename_ac= join ' .. ', @$edge_ac;
+       printf DEBUG "spr %s edge %s\n", $what, $edgename_ac;
+       my $w_ac= $g->get_edge_weight(@$edge_ac);
+       my $needed= 1;
+       foreach my $vertex_b ($g->vertices()) {
+           next if grep { $_ eq $vertex_b } @$edge_ac;
+           my $w_ab= $g->get_edge_weight($edge_ac->[0], $vertex_b);
+           next unless defined $w_ab;
+           next if $w_ab >= $w_ac;
+           my $w_bc= $g->get_edge_weight($vertex_b, $edge_ac->[1]);
+           next unless defined $w_ac;
+           next if $w_ab + $w_bc > $w_ac;
+           # found path
+           printf DEBUG "spr %s edge %s unnecessary %s\n",
+               $what, $edgename_ac, $vertex_b;
+           $needed= 0;
+           last;
+       }
+       if ($needed) {
+           printf DEBUG "spr %s edge %s essential\n", $what, $edgename_ac;
+           $result->add_weighted_edge(@$edge_ac,$w_ac);
+       }
+    }
+    printf DEBUG "spr %s result %d\n", $what, scalar($result->edges());
+
+    my $apsp= $result->APSP_Floyd_Warshall();
+    foreach my $ia (sort $g->vertices()) {
+       foreach my $ib (sort $g->vertices()) {
+           my $din= $g->get_edge_weight($ia,$ib);
+           my $dout= $apsp->path_length($ia,$ib);
+           $din= defined($din) ? $din : 'infinity';
+           $dout= defined($dout) ? $dout : 'infinity';
+           error("$what spr apsp discrepancy in=$din out=$dout".
+                  " for $ia .. $ib")
+               if $din != $dout;
+       }
+    }
+    return $result;
+}
+
+sub yppedia_graph_spr () {
+    my $base= Graph::Undirected->new();
+    foreach my $na (sort keys %winode2island) {
+       my $ia= $winode2island{$na};
+       foreach my $nb (sort keys %winode2island) {
+           my $ib= $winode2island{$nb};
+           $base->add_weighted_edge($ia,$ib, widist($na,$nb));
+       }
+    }
+    $wispr= shortest_path_reduction('wi',$base);
+}
+
+sub compare_distances () {
+    foreach my $ia (sort keys %dbisland2arch) {
+       my $na= $wiisland2node{$ia};
+       next unless defined $na;
+       foreach my $ib (sort keys %dbisland2arch) {
+           next unless $ia le $ib; # do every pair only once
+           my $dbdist= $dbspr->get_edge_weight($ia,$ib);
+           my $widist= $wispr->get_edge_weight($ia,$ib);
+           next unless defined $dbdist || defined $widist;
+           
+           if (!defined $widist) {
+               warning(sprintf "route delete %2d for %s .. %s",
+                       $dbdist, $ia,$ib);
+           } elsif (!defined $dbdist) {
+               change(sprintf "route new %2d for %s .. %s",
+                      $widist, $ia,$ib);
+           } elsif ($dbdist != $widist) {
+               change(sprintf "route change %2d to %2d for %s .. %s",
+                      $dbdist, $widist, $ia,$ib);
+           }
+       }
+    }
+}
+
+parse_info_serverside();
+
+progress("reading database");
+
+db_setocean($ocean);
 db_connect();
-parse_yppedia_map();
-parse_database_map();
-process_yppedia_graphs();
-compare_island_lists();
+database_fetch_ocean();
+
+progress("computing database spr");         database_graph_spr();
+
+progress("reading yppedia chart");          yppedia_chart_parse();
+progress("adding shortcuts");               yppedia_graphs_add_shortcuts();
+progress("pruning boring vertices");        yppedia_graphs_prune_boring();
+progress("checking yppedia graphs");        yppedia_graphs_check();
+progress("setting archs from source-info"); yppedia_archs_sourceinfo();
+progress("computing shortest paths");       yppedia_graph_shortest_paths();
+progress("setting archs from labels");      yppedia_archs_chart_labels();
+progress("setting archs from nearby");      yppedia_archs_fillbynearest();
+progress("computing yppedia spr");          yppedia_graph_spr();
+
+progress("comparing islands");              compare_island_lists();
+progress("comparing distances");            compare_distances();
+
+print_messages();