Python实现的多叉树寻找最短路径算法示例

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

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

来源：http://www.cnblogs.com/Lin-Yi/p/7780777.html