如何将给定的列表列表转换为 Python 中的树结构？答案

【问题标题】：How can I convert a given list of lists to a tree structure in Python?如何将给定的列表列表转换为 Python 中的树结构？
【发布时间】：2021-05-05 23:50:04
【问题描述】：

所以我基本上被困在这个问题上。该问题为我们提供了一个零件库存清单，其中每个组件都由其他组件组成（以树关系的方式）。例如，输入列表可以给出为

[["A",[2,"B"],[1,"C"]],
["B",[1,"D"],[1,"E"]],
["D",20.],
["E",10.]
["C",40.]]

，其中 A 由 2 个 B 和 1 个 C 组成，同样 B 由 1 个 D 和 1 个 E 组成。以浮点数作为最后一个索引的列表仅表示给定基本部分的单价。

问题是，我需要将此结构转换为可以写成的树表示；

[1,"A",[2,"B",[1,"D",20.],[1,"E",10.]], [1,"C",40.]]

我们只是将每个节点的子节点作为一个列表埋在嵌套列表结构中。为了实现这一点，我尝试了一种递归迭代算法，但由于我们不知道一个节点有多少个子节点或树的深度是多少，所以我无法这样做。

你能推荐我解决这个问题的方法吗，在此先感谢。

P.S：输入列表没有预定义的顺序，它的元素可以从树的底部到顶部放置或打乱。

【问题讨论】：

标签： python loops recursion tree iteration

【解决方案1】：

如果您的输入结构保持不变，那么您可以尝试类似

e = [["A",[2,"B"],[1,"C"]],
["B",[1,"D"],[1,"E"]],
["D",20.],
["E",10.],
["C",40.]]

record = {}

for i in reversed(e):
    if(len(i) == 2):
        record[i[0]] = i[1]
    else:
        # there is children
        temp = []
        for j in i[1:]:
            if(isinstance(record[j[1]], list)):
                temp.append([*j, *record[j[1]]])
            else:
                temp.append([*j, record[j[1]]])
        record[i[0]] = temp

root = e[0][0]
print([1, root, *record[root]])

输出

[1, 'A', [2, 'B', [1, 'D', 20.0], [1, 'E', 10.0]], [1, 'C', 40.0]]

否则，您可以创建一个树结构并获取输出。

【讨论】：

非常感谢先生，我还有最后一个问题。如果我们要实现一个没有字典的解决方案，这可能吗？再次感谢您的宝贵时间。
是的，创建一个具有self.children、self.count 属性的Node 类。叶子的会有一个价格。然后你递归地做 BFS 来创建数组。

【解决方案2】：

您可以利用列表是指针这一事实，通过在父列表中复制子列表引用来一次性执行链接：

def buildTree(data):
    index = { c[0]:c for c in data }  # used to access components by their id
    root  = index.copy()              # used to retain top level component(s)

    for component in data:
        if isinstance(component[1],float): continue   # no linking on leaf items
        for i,(_,prod) in enumerate(component[1:],1): # expand children
            component[i][1:] = index[prod]            # embed child in parent
            root.pop(prod)                            # remove child from root

    return [[1,*rv] for rv in root.values()] # output root item(s)

输出：

data = [["A",[2,"B"],[1,"C"]],
        ["B",[1,"D"],[1,"E"]],
        ["D",20.0],
        ["E",10.0],
        ["C",40.0]]

print(*buildTree(data))
# [1, 'A', [2, 'B', [1, 'D', 20.0], [1, 'E', 10.0]], [1, 'C', 40.0]]

改变数据的顺序并不会改变结果

data = [["D",20.0],
        ["E",10.0],
        ["B",[1,"D"],[1,"E"]],
        ["C",40.0],
        ["A",[2,"B"],[1,"C"]]]

print(*buildTree(data))
# [1, 'A', [2, 'B', [1, 'D', 20.0], [1, 'E', 10.0]], [1, 'C', 40.0]]

请注意，如果您的数据有多个根项，则该函数将全部输出。在这种情况下，只有一个，所以它只打印一个根

没有字典

如果您不允许使用字典，您仍然可以使用这种方法，但您必须对数据进行顺序搜索才能通过其 id 查找产品：

def buildTree(data):
    roots  = data.copy() # used to retain top level component(s)
    for component in data:
        if isinstance(component[1],float): continue   # no linking on leaf items
        for i,(_,prod) in enumerate(component[1:],1): # expand children
            child = next(c for c in data if c[0]==prod) # find child with id
            component[i][1:] = child                  # embed child in parent
            roots.remove(child)                       # remove child from root
    return [[1,*rv] for rv in roots] # output root items

【讨论】：