Python使用递归查找树的路径

Question

我一直在尝试实现基于数字的 Huffman 编码算法。我已经完成了构建霍夫曼树的部分。但是递归算法没有按预期工作。它应该返回树中从根到指定节点的路径，但它总是返回错误的路径。

奇怪的是，代码似乎在做正确的事情，并且可以找到真正的路径。但它返回的结果总是不同的。

def get_encoding_for(symbol_p, node, encoding):
    global encoded_string
    result = encoding
    if not isinstance(node, list):
        if symbol_p == node:
            encoded_string = result
            return result
    else:
        for n in node:
            index = str(node.index(n))
            # print("Node {} with index {}".format(n, index))
            result = get_encoding_for(symbol_p, n, encoding + index)

    return result

这棵树是用简单的列表来构造的。

The huffman tree looks like: [[3.0, [1.0, 2.0]], [4.0, 5.0]]

这是使用元素 1、2、3、4、5 的简单树的示例输出。

Loop 1.0. Node 1.0 -> Coding 010:
Loop 2.0. Node 2.0 -> Coding 011:
Loop 3.0. Node 3.0 -> Coding 00:
Loop 4.0. Node 4.0 -> Coding 10:
Loop 5.0. Node 5.0 -> Coding 11:

这是我希望函数返回的内容，但在所有五次迭代中它只返回“11”。我不得不使用一个全局变量来“拦截”正确的编码，我对此并不满意......我认为问题在于返回。我尝试了很多返回的方法，但都没有奏效。

有人能告诉我递归有什么问题吗？非常感谢！

Answer 1

另一种方法（与我的第一个答案中的方法不同）是将生成路径与停止逻辑分开。

def paths(bintree):
    if isinstance(bintree, list):
        for i, p in ((0,'0'), (1,'1')):
            for val, path in paths(bintree[i]):
                yield (val, p + path)
    else:
        yield (bintree, '')

def encoding2(i, bintree):
    for val, path in paths(hufftree):
        if i == val:
            return path
    return ''

# Test
hufftree = [[3, [1, 2]], [4, 5]]
for v in paths(hufftree): print(v)
for i in range(6):
    print(encoding2(i, hufftree))
# Prints

010
011
00
10
11

此时，可能会考虑创建一个将值映射到编码的字典。

huffdict = dict(paths(hufftree))
for i in range(6):
    print(huffdict.get(i, ''))
# Prints same as above

Answer 2

在树中搜索一个项目有点棘手。递归完成，返回需要信号成功（再次返回）或失败（再次递归）。迭代完成，返回很容易，但需要一个可能的搜索位置的显式堆栈。以下是前者，利用树的二元结构。注 1：我使用的名称使 me 更容易正确书写。它们不一定“更好”。注 2：我在测试中添加了一个“未找到”案例。

def encoding(char, bintree, path):
    if isinstance(bintree, list):
        p = encoding(char, bintree[0], path+'0')
        if p:
            return p
        return encoding(char, bintree[1], path+'1')
    else:
        return path if char == bintree else ''

# Test
hufftree = [[3, [1, 2]], [4, 5]]
for i in range(6):
    print(encoding(i, hufftree, ''))
# Prints

010
011
00
10
11