快捷導(dǎo)航

Python實(shí)現(xiàn)的多叉樹尋找最短路徑算法示例

更新時(shí)間：2018年07月30日 09:39:27 作者：稀里糊涂林老冷

這篇文章主要介紹了Python實(shí)現(xiàn)的多叉樹尋找最短路徑算法,結(jié)合實(shí)例形式分析了Python使用深度優(yōu)先查找獲取多叉樹最短路徑相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Python實(shí)現(xiàn)的多叉樹尋找最短路徑算法。分享給大家供大家參考，具體如下：

多叉樹的最短路徑：

思想：

    傳入start 和 end 兩個(gè) 目標(biāo)值
    1 找到從根節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑
    2 從所在路徑，尋找最近的公共祖先節(jié)點(diǎn)，
    3 對(duì)最近公共祖先根節(jié)點(diǎn) 拼接路徑

Python代碼：

# -*- coding:utf-8 -*-
import copy
#節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
class Node(object):
  # 初始化一個(gè)節(jié)點(diǎn)
  def __init__(self,value = None):
    self.value = value # 節(jié)點(diǎn)值
    self.child_list = []  # 子節(jié)點(diǎn)列表
  # 添加一個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)
  def add_child(self,node):
    self.child_list.append(node)
# 初始化一顆測(cè)試二叉樹
def init():
  '''
  初始化一顆測(cè)試二叉樹:
      A
    B  C  D
   EFG    HIJ
  '''
  root = Node('A')
  B = Node('B')
  root.add_child(B)
  root.add_child(Node('C'))
  D = Node('D')
  root.add_child(D)
  B.add_child(Node('E'))
  B.add_child(Node('F'))
  B.add_child(Node('G'))
  D.add_child(Node('H'))
  D.add_child(Node('I'))
  D.add_child(Node('J'))
  return root
# 深度優(yōu)先查找 返回從根節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑
def deep_first_search(cur,val,path=[]):
  path.append(cur.value) # 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)值添加路徑列表
  if cur.value == val:  # 如果找到目標(biāo) 返回路徑列表
    return path
  if cur.child_list == []:  # 如果沒(méi)有孩子列表 就 返回 no 回溯標(biāo)記
    return 'no'
  for node in cur.child_list: # 對(duì)孩子列表里的每個(gè)孩子 進(jìn)行遞歸
    t_path = copy.deepcopy(path)  # 深拷貝當(dāng)前路徑列表
    res = deep_first_search(node,val,t_path)
    if res == 'no': # 如果返回no，說(shuō)明找到頭 沒(méi)找到 利用臨時(shí)路徑繼續(xù)找下一個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)
      continue
    else :
      return res # 如果返回的不是no 說(shuō)明 找到了路徑
  return 'no' # 如果所有孩子都沒(méi)找到 則 回溯
# 獲取最短路徑 傳入兩個(gè)節(jié)點(diǎn)值，返回結(jié)果
def get_shortest_path( start,end ):
  # 分別獲取 從根節(jié)點(diǎn) 到start 和end 的路徑列表，如果沒(méi)有目標(biāo)節(jié)點(diǎn) 就返回no
  path1 = deep_first_search(root, start, [])
  path2 = deep_first_search(root, end, [])
  if path1 == 'no' or path2 == 'no':
    return '無(wú)窮大','無(wú)節(jié)點(diǎn)'
  # 對(duì)兩個(gè)路徑 從尾巴開始向頭 找到最近的公共根節(jié)點(diǎn)，合并根節(jié)點(diǎn)
  len1,len2 = len(path1),len(path2)
  for i in range(len1-1,-1,-1):
    if path1[i] in path2:
      index = path2.index(path1[i])
      path2 = path2[index:]
      path1 = path1[-1:i:-1]
      break
  res = path1+path2
  length = len(res)
  path = '->'.join(res)
  return '%s:%s'%(length,path)
# 主函數(shù)、程序入口
if __name__ == '__main__':
  root = init()
  res = get_shortest_path('F','I')
  print(res)

運(yùn)行結(jié)果：