如何检查实例的属性是否是 O(1) 中队列的成员？

Question

我正在尝试使用 python 3.6 设计一个队列数据结构

队列旨在跟踪具有以下属性的节点对象：

class node(object):
    def __init__(self, state, parent):
        self.state = state
        self.parent = parent

我想避免在队列中合并状态相同的节点。所以我设计了如下队列：

class queue(object):
    def __init__(self):
        self.list = []
        self.explored = set()

    def insert(self, element):
        self.list = [element] + self.list
        self.explored.add(str(element.state))
        return self.list

    def pop(self):
        oldest_element = self.list.pop()
        self.explored.remove(str(oldest_element.state))
        return oldest_element

    def empty(self):
       return len(self.list) == 0

    def check_member(self, other):
       return other in self.explored

为了检查某个节点的状态是否在队列中，我使用check_member 方法将属性状态作为字符串类型来查看是否包含在具有成员的所有字符串状态的集合中。但这仍然很慢。

那么有可能检查一个实例是否具有另一个实例的相同属性而其他属性可能不同？ 例如，两个节点，相同的状态属性但不同的父属性。

如何在不使用额外探索集的情况下保持元素的顺序并在 O(1) 中仍然检查队列中是否有某个元素？

Answer 1

您需要一个 set/dict 类型的对象来实现O(1) contains-check 复杂性。最简单的方法是使用OrderedDict 作为底层数据容器。使用状态作为键，节点作为值。这样，状态被强制为唯一，并且仍然保持顺序：

from collections import OrderedDict

class queue(object):
    def __init__(self):
        self.q = OrderedDict()

    def insert(self, element):
        s = str(element.state)
        if s not in self.q:
             self.q[s] = element  # adds to the end

    def pop(self):
        return self.q.popitem(0)[1]  # returns the node from beginning

    def empty(self):
       return not self.q

    def check_member(self, element):
       return str(element.state) in self.q