mamweb/seminar/treelib.py

from django.core.exceptions import ObjectDoesNotExist
from django.db import transaction
# NOTE: node.prev a node.succ jsou implementovány přímo v models.TreeNode
# TODO: Všechny tyto funkce se naivně spoléhají na to, že jako parametr dostanou nějaký TreeNode (některé možná zvládnou i None)
# TODO: Chceme, aby všechno nějak zvládlo None jako parametr.
# TODO: Do nějakých consistency-checků přidat hledání polo-sirotků (kteří nesplňují invarianty, třeba nejsou dosažitelní a mají root, vyrábějí DAG, ...)

# Slouží k debugování pro rychlé získání představy o podobě podstromu pod tímto TreeNode.
def print_tree(node,indent=0):
	# FIXME: Tady se spoléháme na to, že nedeklarovaný primární klíč se jmenuje by default 'id', což není úplně správně
	print("{}{} (id: {})".format(" "*indent,node, node.id))
	if node.first_child:
		print_tree(node.first_child, indent=indent+2)
	if node.succ:
		print_tree(node.succ, indent=indent)

# Django je trošku hloupé, takže node.prev nevrací None, ale hází django.core.exceptions.ObjectDoesNotExist
def safe_pred(node):
	if node is None:
		return None
	try:
		return node.prev
	except ObjectDoesNotExist:
		return None

# FIXME: Proč?????
def safe_succ(node):
	try:
		return node.succ
	except ObjectDoesNotExist:
		return None

def safe_father_of_first(node):
	if node is None:
		return None
	first = first_brother(node)
	try:
		return first.father_of_first
	except ObjectDoesNotExist:
		return None

def first_brother(node):
	if node is None:
		return None
	brother = node
	while safe_pred(brother) is not None:
		brother = safe_pred(brother)
	return brother

## Rodinné vztahy
# Tohle se teď zrovna k None chová správně, ale je potřeba na to dávat pozor
def get_parent(node):
	# Nejdřív získáme prvního potomka...
	while safe_pred(node) is not None:
		node = safe_pred(node)
	# ... a z prvního potomka umíme najít rodiče
	return safe_father_of_first(node)

def get_last_child(node):
	if node is None:
		return None
	first = node.first_child
	if first is None:
		return None
	else:
		return last_brother(first)

def is_orphan(node):
	""" Zjišťuje, jestli už je daný Node někde pověšený či nikoli. """
	# None jsem se rozhodl, že sirotek není
	if node is None:
		return False
	if get_parent(node) is None:
		if node.succ is not None or safe_pred(node) is not None or safe_father_of_first(node) is not None or node.root is not None:
			import logging
			logger = logging.getLogger(__name__)
			# Error = pošle mail :-)
			logger.error(f"Node-sirotek s id {node.id} má rodinné vztahy (Node: {node})")
		return True
	else:
		return False

# Obecný next: další Node v "the-right-order" pořadí (já, pak potomci, pak sousedé)
def general_next(node):
	if node is None:
		return None
	# Máme potomka?
	if node.first_child is not None:
		return node.first_child
	# Nemáme potomka.
	# Chceme najít následníka sebe, nebo některého (toho nejblíž příbuzného) z našich předků (tatínka, dědečka, ...)
	while node.succ is None:
		node = get_parent(node)
		if node is None:
			return None	# žádný z předků nemá následníka, takže žádny vrchol nenásleduje.
	return node.succ

def last_brother(node):
	if node is None:
		return None
	while node.succ is not None:
		node = node.succ
	return node

def general_prev(node):
	# Předchůdce je buď rekurzivně poslední potomek předchůdce, nebo náš otec.
	# Otce vyřešíme nejdřív:
	# Tady se ošetří node=None samo
	if safe_pred(node) is None:
		return safe_father_of_first(node)
	pred = safe_pred(node)
	while pred.first_child is not None:
		pred = last_brother(pred.first_child)
	# pred nyní nemá žádné potomky, takže je to poslední rekurzivní potomek původního předchůdce
	return pred

# Generátor pravých bratrů (konkrétně sebe a následujících potomků)
# Generátor potomků níže spoléhá na to, že se tohle dá volat i s parametrem None.
def me_and_right_brothers(node):
	current = node
	while current is not None:
		yield current
		current = current.succ

def right_brothers(node):
	if node is None:
		return
	generator = me_and_right_brothers(node.succ)
	for item in generator:
		yield item

# Generátor všech sourozenců (vč. sám sebe)
def all_brothers(node):
	if node is None:
		return
	# Najdeme prvního bratra
	fb = first_brother(node)
	marb = me_and_right_brothers(fb)
	for cur in marb:
		yield cur
	
def all_proper_brothers(node):
	if node is None:
		return
	all = all_brothers(node)
	for br in all:
		if br is node:
			continue
		yield br

def all_children(node):
	""" Generátor všech potomků zadaného Node. """
	if node is None:
		return
	brothers = all_brothers(node.first_child)
	for br in brothers:
		yield br

def all_children_of_type(node, type):
	""" Generuje všechny potomky daného Node a daného typu. """
	if node is None:
		return
	brothers = all_brothers(node.first_child)
	for br in brothers:
		if isinstance(br, type):
			yield br

# Generátor následníků v "the-right-order"
# Bez tohoto vrcholu
def all_following(node):
	if node is None:
		return
	current = general_next(node)
	while current is not None:
		yield current
		current = general_next(current)

## Filtrační hledání
# Najdi dalšího bratra nějakého typu, nebo None.
# hledá i podtřídy, i.e. get_next_brother_of_type(neco, TreeNode) je prostě succ.
def get_next_brother_of_type(node, type):
	if node is None:
		return
	for current in right_brothers(node):
		if isinstance(current, type):
			return current
	return None
	
def get_prev_brother_of_type(node, type):
	if node is None:
		return
	# Na tohle není rozumný generátor, ani ho asi nechceme, prostě to implementujeme cyklem.
	current = node
	while safe_pred(current) is not None:
		current = safe_pred(current)
		if isinstance(current, type):
			return current
	return None

# Totéž pro "the-right-order" pořadí
def get_next_node_of_type(node, type):
	if node is None:
		return
	for cur in all_folowing(node):
		if isinstance(cur, type):
			return cur
	return None

def get_prev_node_of_type(node, type):
	# Na tohle není rozumný generátor, ani ho asi nechceme, prostě to implementujeme cyklem.
	if node is None:
		return
	current = node
	while general_prev(current) is not None:
		current = general_prev(current)
		if isinstance(current, type):
			return current
	return None

def get_upper_node_of_type(node, type):
	# vrací první vyšší node daného typu (ignoruje sourozence)
	if node is None:
		return
	current = node
	while get_parent(current) is not None:
		current = get_parent(current)
		if isinstance(current, type):
			return current
	return None



# Exception, kterou některé metody při špatném použití mohou házet
# Hlavní důvod je možnost informovat o selhání, aby se příslušný problém dal zobrazit na frontendu,
class TreeLibError(RuntimeError):
	pass


# Editace stromu:
def create_node_after(predecessor, type, **kwargs):
	from seminar.models import TreeNode
	if predecessor is None:
		raise TreeLibError("Nelze vyrábět sirotky! (predecessor=None)")
	if not issubclass(type, TreeNode):
		raise TreeLibError("Nový node není node!")
	new_node = type.objects.create(**kwargs)
	new_node.root = predecessor.root
	new_node.save()
	succ = predecessor.succ
	predecessor.succ = new_node
	predecessor.save()
	new_node.succ = succ
	new_node.save()
	return new_node

# Vyrábí prvního syna, ostatní nalepí za (existují-li)
def create_child(parent, type, **kwargs):
	from seminar.models import TreeNode
	if parent is None:
		raise TreeLibError("Nelze vyrábět sirotky! (parent=None)")
	if not issubclass(type, TreeNode):
		raise TreeLibError("Nový node není node!")
	new_node = type.objects.create(**kwargs)
	new_node.root = parent.root
	new_node.save()
	orig_child = parent.first_child
	parent.first_child = new_node
	parent.save()
	if orig_child is not None:
		# Přidáme původního prvního syna jako potomka nového vrcholu
		new_node.succ = orig_child
		new_node.save()
	return new_node

def insert_last_child(parent, node):
	if parent is None:
		raise TreeLibError("Nelze vyrábět sirotky! (parent=None)")
	""" Zadaný Node přidá jako posledního potomka otce. """
	last = get_last_child(parent)
	if not is_orphan(node):
		print(safe_pred(node))
		print(safe_father_of_first(node))
		if len(safe_father_of_first(node).get_real_instances()) == 0:
			print("Related Manager je prázdný.")
		print(type(safe_father_of_first(node).queryset_class))
		raise TreeLibError("Snažíš se přidat do stromu Node, který už je zavěšený.")

	if last is None:
		parent.first_child = node
		parent.save()
	else:
		last.succ = node
		last.save()

def create_node_before(successor, type, **kwargs):
	from seminar.models import TreeNode
	if successor is None:
		raise TreeLibError("Nelze vyrábět sirotky! (successor=None)")
	if not issubclass(type, TreeNode):
		raise TreeLibError("Nový node není node!")
	if safe_pred(successor) is not None:
		# Easy: přidáme za předchůdce
		create_node_after(successor.prev, type, **kwargs)
	# Nemáme předchůdce, jsme tedy první z bratrů. Máme otce?
	if safe_father_of_first(successor) is not None:
		# Ano -> Easy: vyrobíme nového potomka
		# NOTE: Tohle je možná trošku abuse implementace výše, ale to nevadí moc...
		create_child(successor.father_of_first, type, **kwargs)
	# Teď už easy: Jsme sirotci, takže se vyrobíme a našeho následníka si přidáme jako succ
	new = type.objects.create(**kwargs)
	new.root = successor.root
	new.succ = successor
	new.save()
	return new


# ValueError, pokud je (aspoň) jeden parametr None
def swap(node, other):
	raise NotImplementedError("YAGNI (You aren't gonna need it).")


@transaction.atomic
def swap_succ(node):
	if node is None:
		raise TreeLibError("Nelze přesunout None. Tohle by se nemělo stát.")
	succ = node.succ
	if succ is None:
		raise TreeLibError("Nelze posunout vpravo, není tam žádný další uzel")
	pred = safe_pred(node)
	post_succ = succ.succ

	if pred is not None:
		pred.succ = None
		pred.save()

	# Nemame predchudce -> je potreba upravit otce
	father = safe_father_of_first(node)
	if pred is None and father is not None: # Mame otce
		father.first_child = succ
		father.save()


	succ.succ = node
	succ.save()
	node.succ = post_succ
	node.save()
	if pred is not None:
		pred.succ = succ
		pred.save()

@transaction.atomic
def swap_pred(node):
	if node is None:
		raise TreeLibError("Nelze přesunout None. Tohle by se nemělo stát.")
	pred = safe_pred(node)
	if pred is None:
		raise TreeLibError("Nelze posunout vlevo, není tam žádný další uzel.")
	return swap_succ(pred)

# Rotace stromu
# Dokumentace viz wiki:
def raise_node(node):
	if node is None:
		raise TreeLibError("Nelze přesunout None. Tohle by se nemělo stát.")
	# Pojmenování viz WIKI (as of 2020-03-19 01:33:44 GMT+1)
	# FIXME: Trochu méně naivní, nevěřím tomu, prosím otestovat
	D = node
	C = get_parent(D)
	if C is None:
		raise TreeLibError("Nelze povýšit vrchol, jenž nemá otce.")
	E = C.succ	# Může být None a ničemu to nevadí
	subtree4_head = D.first_child	# Může být None, ale pak se musí z 3P udělat přímo potomek D
	subtree4_tail = last_brother(subtree4_head)	# Měl by být None právě když je sub4_head=None
	subtree3P_head = D.succ	# Může být None a ničemu to nevadí
	subtree3L_tail = safe_pred(D)	# Pokud je None, D je první syn C a C má tedy skončit bezdětný
	
	# Prostor pro motlitbu...
	pass
	
	# Amen.
	# Teď už nesmíme spadnout, protože jinak skončíme se stromem v nekonzistentním stavu
	C.succ = D	# Nespadne
	C.save()
	D.succ = E	# Nespadne
	D.save()

	if subtree3L_tail is not None:
		subtree3L_tail.succ = None
		subtree3L_tail.save()
	else:
		assert C.first_child is D
		C.first_child = None
		C.save()

	if subtree4_tail is not None:
		subtree4_tail.succ = subtree3P_head
		subtree4_tail.save()
	else:
		D.first_child = subtree3P_head
		D.save()

	# To by mělo být všechno...

# (lower bude jednoduchá rotace, ne mega, existence jednoduché rotace mi došla až po nakreslení obrázku)
def lower_node(node):
	if node is None:
		raise TreeLibError("Nelze přesunout None. Tohle by se nemělo stát.")
	# Pojmenování viz WIKI (as of 2020-03-19 01:33:44 GMT+1)
	# FIXME: Trochu naivní, prosím otestovat
	C = node
	D = C.succ	# Může být None a ničemu to nevadí
	B = safe_pred(C)
	if B is None:
		raise TreeLibError("Nelze ponížit prvního syna (není pod co)")
	subtree2_head = B.first_child	# Je-li None, pak se z C má stát první syn
	subtree2_tail = last_brother(subtree2_head)	# None iff head=None, doufám
	
	# Prostor pro motlitbu...
	pass
	
	# Amen.
	# Teď už nesmíme spadnout, protože jinak skončíme se stromem v nekonzistentním stavu
	B.succ = D	# Nespadne
	B.save()
	if subtree2_tail is not None:
		subtree2_tail.succ = C
		subtree2_tail.save()
	else:
		assert subtree2_head is None
		B.first_child = C
		B.save()

	# To by mělo být všechno...

def disconnect_node(node):
	#FIXME: dodělat odstranění roota všem potomkům
	if node is None:
		raise TreeLibError("Nelze odpojit None. Tohle by se nemělo stát.")

	print(f'My:{node}, predchudce:{safe_pred(node)}, naslednik:{safe_succ(node)}, otec:{safe_father_of_first(node)}')
	
	# Jsme prvnim synem
	if safe_pred(node) is None:
		if safe_succ(node) is None: # Jsme jedinym synem - upravime otce (pokud mame) a odpojime se
			father = safe_father_of_first(node)
			if father is not None:
				father.first_child = None
				father.save()
			return 

		else: # mame bratra
			swap_succ(node) # Staneme se neprvním synem, pokracujeme mimo if

	# Jsme neprvním synem
	prev = node.prev
	prev.succ = node.succ
	node.succ = None
	node.save()
	clear_root(node)
	prev.save()

def clear_root(node):
	node.root = None
	node.save()
	if node.first_child:
		clear_root(node.first_child)
	if node.succ:
		clear_root(node.succ)

def set_root(node,root):
	node.root = root
	node.save()
	if node.first_child:
		clear_root(node.first_child)
	if node.succ:
		clear_root(node.succ)