如何在Python中实现通用树?这有内置的数据结构吗?


当前回答

您可以使用Python中的dataclasses模块创建Tree数据结构。

iter方法可用于使树可迭代,允许您通过改变yield语句的顺序来遍历树。

contains方法可用于检查树中是否存在特定值。

from dataclasses import dataclass

#               A
#              / \
#             B   C
#            / \   \
#           D   E   F
#          / \
#         G   H

@dataclass
class Node:
    data: str
    left: Node = None
    right: Node = None
    
    def __iter__(self):
        if self.left:
            yield from self.left
        
        yield self

        if self.right:
            yield from self.right

    def __contains__(self, other):
        for node in self:
            if node.data == other:
                return True
        return False
    

t = Node(
    'A', 
    Node(
        'B', 
        Node(
            'D', 
            Node('G'),
            Node('H'),
        ),
        Node('E'),
    ),  
    Node(
        'C', 
        right=Node('F'),
    ),
)
assert ('A' in t) is True
assert ('I' in t) is not True
for node in t:
    print(node.data, ' -> ', end='')
# G  -> D  -> H  -> B  -> E  -> A  -> C  -> F  -> 

其他回答

泛型树是一个具有零个或多个子节点的节点,每个子节点都是一个合适的(树)节点。它与二叉树不同,它们是不同的数据结构,尽管它们都有一些相同的术语。

Python中没有任何用于泛型树的内置数据结构,但很容易通过类实现。

class Tree(object):
    "Generic tree node."
    def __init__(self, name='root', children=None):
        self.name = name
        self.children = []
        if children is not None:
            for child in children:
                self.add_child(child)
    def __repr__(self):
        return self.name
    def add_child(self, node):
        assert isinstance(node, Tree)
        self.children.append(node)
#    *
#   /|\
#  1 2 +
#     / \
#    3   4
t = Tree('*', [Tree('1'),
               Tree('2'),
               Tree('+', [Tree('3'),
                          Tree('4')])])

我推荐任何树(我是作者)。

例子:

from anytree import Node, RenderTree

udo = Node("Udo")
marc = Node("Marc", parent=udo)
lian = Node("Lian", parent=marc)
dan = Node("Dan", parent=udo)
jet = Node("Jet", parent=dan)
jan = Node("Jan", parent=dan)
joe = Node("Joe", parent=dan)

print(udo)
Node('/Udo')
print(joe)
Node('/Udo/Dan/Joe')

for pre, fill, node in RenderTree(udo):
    print("%s%s" % (pre, node.name))
Udo
├── Marc
│   └── Lian
└── Dan
    ├── Jet
    ├── Jan
    └── Joe

print(dan.children)
(Node('/Udo/Dan/Jet'), Node('/Udo/Dan/Jan'), Node('/Udo/Dan/Joe'))

anytree也有一个强大的API:

简单的树创建 简单树修改 预序树迭代 后序树迭代 解析相对节点路径和绝对节点路径 从一个节点移动到另一个节点。 树渲染(参见上面的例子) 节点连接/分离连接

你可以试试:

from collections import defaultdict
def tree(): return defaultdict(tree)
users = tree()
users['harold']['username'] = 'hrldcpr'
users['handler']['username'] = 'matthandlersux'

建议在这里:https://gist.github.com/2012250

如果您已经在使用networkx库,那么您可以使用它实现一个树。

NetworkX是一个用于创建、操作和研究的Python包 复杂网络的结构、动力学和功能。

因为“树”是(通常根)连接无环图的另一个术语,这些在NetworkX中被称为“树状图”。

你可能想要实现一个平面树(又名有序树),其中每个兄弟姐妹都有一个唯一的秩,这通常通过标记节点来完成。

然而,图语言看起来不同于树语言,“扎根”树的方法通常是使用有向图,因此,虽然有一些非常酷的功能和相应的可视化可用,但如果你还没有使用networkx,它可能不是一个理想的选择。

一个构建树的例子:

import networkx as nx
G = nx.Graph()
G.add_edge('A', 'B')
G.add_edge('B', 'C')
G.add_edge('B', 'D')
G.add_edge('A', 'E')
G.add_edge('E', 'F')

该库允许每个节点是任何可哈希对象,并且不限制每个节点拥有的子节点的数量。

我将根树实现为字典{child:parent}。比如根节点为0,树可能是这样的:

tree={1:0, 2:0, 3:1, 4:2, 5:3}

这种结构使得沿着一条路径从任意节点向上到根结点非常容易,这与我正在处理的问题有关。