reachability-algorithms/test/algorithm_test.cc

#include <doctest/doctest.h>

#include "algorithm/tarjan.h"
#include "algorithm/breadth_first_search.h"

using namespace graph;

TEST_SUITE("Algorithm") {

  TEST_CASE("Tarjan::execute 1") {
    // 1 --> 2 --> 4 --> 1
    //       2 --> 3 --> 5 --> 7 --> 3
    //                   5 --> 9 --> 6 --> 8 --> 9
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(2, 4);
    G.insert(3, 5);
    G.insert(4, 1);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(5, 9);
    G.insert(6, 8);
    G.insert(7, 3);
    G.insert(8, 9);
    G.insert(9, 6);

    REQUIRE_EQ(G.adjMatrix.size(), 9);

    algo::Tarjan<std::uint16_t> tarjan(G);
    auto r = tarjan.execute();

    std::vector<std::vector<std::uint16_t>> x = {
      {6, 8, 9},
      {3, 5, 7},
      {1, 2, 4}
    };

    for (auto i = 0; i < r.size(); i++) {
      auto kv = std::views::keys(r[i].adjMatrix);
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(), x[i].begin()), true);
    }
  }

  TEST_CASE("Tarjan::execute 2") {
    // 1 --> 2 --> 5 --> 7 --> 2
    // 1 --> 4 --> 3 --> 1
    //       4 --> 6 --> 3
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(1, 4);
    G.insert(2, 5);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(4, 3);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 3);
    G.insert(7, 2);

    REQUIRE_EQ(G.adjMatrix.size(), 7);

    algo::Tarjan<std::uint16_t> tarjan(G);
    auto r = tarjan.execute();

    std::vector<std::vector<std::uint16_t>> x = {
      {2, 5, 7},
      {1, 3, 4, 6}
    };

    for (auto i = 0; i < r.size(); i++) {
      auto kv = std::views::keys(r[i].adjMatrix);
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(), x[i].begin()), true);
    }
  }

  TEST_CASE("Tarjan::execute 3") {
    // 1 --> 2 --> 3 --> 1
    //             3 --> 4 --> 5 --> 3
    //       2 --> 6 --> 7 --> 8 --> 6
    //             6 --> 9 --> 10 --> 11 --> 12 --> 13 --> 9
    //                                       12 --> 10
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(3, 4);
    G.insert(4, 5);
    G.insert(5, 3);
    G.insert(2, 6);
    G.insert(6, 7);
    G.insert(7, 8);
    G.insert(7, 9);
    G.insert(8, 6);
    G.insert(6, 9);
    G.insert(9, 10);
    G.insert(10, 11);
    G.insert(11, 12);
    G.insert(12, 13);
    G.insert(13, 9);
    G.insert(12, 10);

    REQUIRE_EQ(G.adjMatrix.size(), 13);

    algo::Tarjan<std::uint16_t> tarjan(G);
    auto r = tarjan.execute();

    std::vector<std::vector<std::uint16_t>> x = {
      {9, 10, 11, 12, 13},
      {6, 7, 8},
      {1, 2, 3, 4, 5}
    };

    for (auto i = 0; i < r.size(); i++) {
      auto kv = std::views::keys(r[i].adjMatrix);
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(), x[i].begin()), true);
    }
  }

  TEST_CASE("BreadthFirstSearch::execute 1") {
    // 1 --> 2 --> 5 --> 7 --> 2
    // 1 --> 4 --> 3 --> 1
    //       4 --> 6 --> 3
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(1, 4);
    G.insert(2, 5);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(4, 3);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 3);
    G.insert(7, 2);

    algo::BreadthFirstSearch<std::uint16_t> bfs(G);
    auto r = bfs.execute(1);

    std::map<std::uint16_t, std::set<std::uint16_t>> x = {
      {1, {2, 4}},
      {2, {5}},
      {4, {3, 6}},
      {5, {7}}
    };

    CHECK_EQ(r, x);
  }

  TEST_CASE("BreadthFirstSearch::execute 2") {
    // 1 --> 2 --> 3 --> 1
    //             3 --> 4 --> 5 --> 3
    //       2 --> 6 --> 7 --> 8 --> 6
    //             6 --> 9 --> 10 --> 11 --> 12 --> 13 --> 9
    //                                       12 --> 10
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(3, 4);
    G.insert(4, 5);
    G.insert(5, 3);
    G.insert(2, 6);
    G.insert(6, 7);
    G.insert(7, 8);
    G.insert(7, 9);
    G.insert(8, 6);
    G.insert(6, 9);
    G.insert(9, 10);
    G.insert(10, 11);
    G.insert(11, 12);
    G.insert(12, 13);
    G.insert(13, 9);
    G.insert(12, 10);

    algo::BreadthFirstSearch<std::uint16_t> bfs(G);
    auto r = bfs.execute(1);

    std::map<std::uint16_t, std::set<std::uint16_t>> x = {
      {1, {2}},
      {2, {3, 6}},
      {3, {4}},
      {4, {5}},
      {6, {7, 9}},
      {7, {8}},
      {9, {10}},
      {10, {11}},
      {11, {12}},
      {12, {13}}
    };

    CHECK_EQ(r, x);
  }
}