Python實現的多叉樹尋找最短路徑算法示例

2020-01-04 14:49:27

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供稿：網友

本文實例講述了Python實現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 兩個目標值
    1 找到從根節點到目標節點的路徑
    2 從所在路徑，尋找最近的公共祖先節點，
    3 對最近公共祖先根節點拼接路徑

Python代碼：

# -*- coding:utf-8 -*-import copy#節點數據結構class Node(object):  # 初始化一個節點  def __init__(self,value = None):    self.value = value # 節點值    self.child_list = []  # 子節點列表  # 添加一個孩子節點  def add_child(self,node):    self.child_list.append(node)# 初始化一顆測試二叉樹def init():  '''  初始化一顆測試二叉樹:      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# 深度優先查找 返回從根節點到目標節點的路徑def deep_first_search(cur,val,path=[]):  path.append(cur.value) # 當前節點值添加路徑列表  if cur.value == val:  # 如果找到目標 返回路徑列表    return path  if cur.child_list == []:  # 如果沒有孩子列表 就 返回 no 回溯標記    return 'no'  for node in cur.child_list: # 對孩子列表里的每個孩子 進行遞歸    t_path = copy.deepcopy(path)  # 深拷貝當前路徑列表    res = deep_first_search(node,val,t_path)    if res == 'no': # 如果返回no，說明找到頭 沒找到 利用臨時路徑繼續找下一個孩子節點      continue    else :      return res # 如果返回的不是no 說明 找到了路徑  return 'no' # 如果所有孩子都沒找到 則 回溯# 獲取最短路徑 傳入兩個節點值，返回結果def get_shortest_path( start,end ):  # 分別獲取 從根節點 到start 和end 的路徑列表，如果沒有目標節點 就返回no  path1 = deep_first_search(root, start, [])  path2 = deep_first_search(root, end, [])  if path1 == 'no' or path2 == 'no':    return '無窮大','無節點'  # 對兩個路徑 從尾巴開始向頭 找到最近的公共根節點，合并根節點  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、程序入口if __name__ == '__main__':  root = init()  res = get_shortest_path('F','I')  print(res)

運行結果：