Python实现的多叉树寻找最短路径算法示例

Python  /  管理员 发布于 7年前   314

本文实例讲述了Python实现的多叉树寻找最短路径算法。分享给大家供大家参考，具体如下：

多叉树的最短路径：

思想：

    传入start 和 end 两个 目标值
    1 找到从根节点到目标节点的路径
    2 从所在路径，寻找最近的公共祖先节点，
    3 对最近公共祖先根节点 拼接路径

Python代码：

# -*- coding:utf-8 -*-import copy#节点数据结构class Node(object):  # 初始化一个节点  def __init__(self,value = None):    self.value = value # 节点值    self.child_list = []  # 子节点列表  # 添加一个孩子节点  def add_child(self,node):    self.child_list.append(node)# 初始化一颗测试二叉树def init():  '''  初始化一颗测试二叉树:      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# 深度优先查找 返回从根节点到目标节点的路径def deep_first_search(cur,val,path=[]):  path.append(cur.value) # 当前节点值添加路径列表  if cur.value == val:  # 如果找到目标 返回路径列表    return path  if cur.child_list == []:  # 如果没有孩子列表 就 返回 no 回溯标记    return 'no'  for node in cur.child_list: # 对孩子列表里的每个孩子 进行递归    t_path = copy.deepcopy(path)  # 深拷贝当前路径列表    res = deep_first_search(node,val,t_path)    if res == 'no': # 如果返回no，说明找到头 没找到 利用临时路径继续找下一个孩子节点      continue    else :      return res # 如果返回的不是no 说明 找到了路径  return 'no' # 如果所有孩子都没找到 则 回溯# 获取最短路径 传入两个节点值，返回结果def get_shortest_path( start,end ):  # 分别获取 从根节点 到start 和end 的路径列表，如果没有目标节点 就返回no  path1 = deep_first_search(root, start, [])  path2 = deep_first_search(root, end, [])  if path1 == 'no' or path2 == 'no':    return '无穷大','无节点'  # 对两个路径 从尾巴开始向头 找到最近的公共根节点，合并根节点  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)# 主函数、程序入口if __name__ == '__main__':  root = init()  res = get_shortest_path('F','I')  print(res)

运行结果：

5:F->B->A->D->I

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。