为每个分支创建具有权重的 n 叉树

Question

在 Python 中，我想创建一个具有任意数量分支的 n 叉树，其中每个分支都有一个权重。这是示例： 节点 A 有三个孩子 B、C、D，权重分别为 100、-200、250； B是叶节点； C 有两个孩子 E、F，权重分别为 150、200； E 和 F 是叶节点； D 有两个孩子 G 和 H，权重分别为 -50、100；
G 和 H 是叶节点； 你能告诉我如何用例子来构造它吗？

> 谢谢机器向往。 谢谢你。看了你的例子后，我认为它迫使我重新思考这个问题。我不会分配权重，而是分配概率

每个子路径。如果每个子节点走这条路，它就会增加权重。 所以从形象上看，它看起来像这样，每个节点都有概率和权重。

一个 0 乙 100 C 250 D 150 乙 F 200 克 -50 H 100

A B C D E F G H

A 0 .25 .35 .4 0 0 0 0

B 0 0 0 0 0 0 0 0

C 0 0 0 0 .6 .4 0 0

D 0 0 0 0 0 0 .5 .5

E 0 0 0 0 0 0 0 0

F 0 0 0 0 0 0 0 0

我会从这样的事情开始。 类邻接： def init（自我，重量）： 自我重量 = 重量 self.adj = []

那我想这样做：

对于根，没有重量。 然后当我递归地添加一个孩子时，我想添加它所走路径的概率，基本上是向后看它的父母。然后将权重添加到添加的孩子。所以当孩子成为下一个父母时，我不增加重量，因为我已经在上一步中增加了重量。但是对于叶节点，我必须添加权重。 另外我不确定多条路径是否会通向一个节点，但我想按照您的建议保留该选项。

我不明白下面的代码，请您解释一下它将如何工作以适应我解释的场景。我是 Python 新手。

def add_node(self):
    for row in self.adj:
        row.append(inf)
    self.adj.append([inf] * (len(self.adj) + 1))

def set_weight(self, i, j, w):
    if i >= j:
        raise ValueError("Don't make a cycle")
    self.adj[i][j] = w

对不起，格式搞砸了，希望你能理解我的帖子。

Answer 1

这应该足以让您开始：

class TreeNode():
     def __init__(self,initWeight=<default>):
        self.children = List()
        self.weight = initWeight

    def addChild(self, weight):
        self.children.append(TreeNode(weight))

您只需要一个子项列表和一个权重字段。你可以从那里变得更漂亮。在你的主程序中：

from treefile import TreeNode

if  __name__ == "__main__":
    root = TreeNode(5)
    root.addChild(100)

会做

A（重量=5） | B(体重=100)

您可以给 A 任意数量的孩子，并通过查看孩子列表来获取对孩子的引用。

Answer 2

我不知道你真正想要什么。而且你没有提供任何代码来评论。因此，由您来详细说明。同时，我可以举一个通用“节点”类的例子。但是网上肯定有更好的例子。

class Node(object):
   def __init__(self):
      self.children = []
      self.weight = 0

   def add_branch(self, node):
      self.children.append(node)

   def is_branch(self):
       return len(self.children) > 0

Answer 3

因为我猜你会想要对这些树使用算法，所以我建议你使用 networkx 包。

Answer 4

我知道您在问题中说过您正在处理树木；但是，由于您的问题与上下文无关，因此我并不完全相信您知道自己想要什么。

在这个问题的上下文中，给节点一个权重是有意义的，除了在根节点；但是，当您尝试将模型泛化为使用无环有向图时，它会完全崩溃。您的节点中可能只有第二个列表，用于存储每个孩子的权重。

您还可以将没有循环的非循环有向图建模为三角矩阵（权重的二维列表，满足外部列表中所有索引i 的属性，所有索引j <= i 的权重都是无限的)。

这是您的原始示例通过此模型产生的结果（我已将字母切换为与 A->0、B->1 等索引相对应的数字：

    A     B     C     D     E     F     G     H
A  inf   100  -200   250   inf   inf   inf   inf
B  inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf
C  inf   inf   inf   inf   150   200   inf   inf
D  inf   inf   inf   inf   inf   inf   -50   100
E  inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf   
F  inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf   inf   

在代码中，这就像创建邻接矩阵一样简单：

class Adjacency:
    def __init__(self):
        self.adj = []

    def add_node(self):
        for row in self.adj:
            row.append(inf)
        self.adj.append([inf] * (len(self.adj) + 1))

    def set_weight(self, i, j, w):
        if i >= j:
            raise ValueError("Don't make a cycle")
        self.adj[i][j] = w

现在取决于您的上下文来确定您使用什么值来表示无穷等。

只是一种不同的方法，不一定更好，而且肯定有其缺点。它确实有一个优点，如果您希望有多个路径到一个节点，一棵树不会切割它。