全路径算法中的 Python 和列表可变性

Question

我一直在研究基于networkx's version 的python 中的全简单路径算法。目前，我要做的唯一更改是让它获取所有节点的所有路径，而无需在 O(n^2) 双循环内进行。

我相信我已经对主要算法进行了排序，但我不太习惯 Python 列表结构的可变性，我认为这就是算法混乱的原因。

我用 Java 编写了一个类似的程序，所以我知道测试图上应该有多少条路径，但我什至无法将这些数字合理地接近。

def _all_simple_paths_graph(DG, cutoff):
    uniquePaths = []
    nlist = DG.nodes()
    for source in nlist:
        uniqueTreePaths = []
        if cutoff < 1:
            return
        visited = [source]
        stack = [iter(DG[source])]
        while stack:
            children = stack[-1]
            child = next(children, None)
            if child is None:
                stack.pop()
                visited.pop()
            elif len(visited) < cutoff:
                if child not in visited:
                    visited.append(child)
                    stack.append(iter(DG[child]))
                    if visited not in uniqueTreePaths:
                        yield visited
                        uniqueTreePaths.append(visited)
            else: #len(visited) == cutoff:
                if visited not in uniqueTreePaths:
                    yield visited + [child]
                    uniqueTreePaths.append(visited)
                stack.pop()
                visited.pop()
    uniquePaths.extend(uniqueTreePaths)

谁能告诉我哪里出错了？我相信这与 visited 应该在哪里可变以及在哪里不应该改变有关。但是，我也可能把基本功能弄错了，我对 Python 还很陌生！

Answer 1

您没有具体说明症状是什么。生成的东西是错的，还是uniquePaths 错了？看起来该函数产生了正确的路径，但在函数结束时，uniquePaths 的路径远少于应有的路径，并且它们都是空的。

路径不足的原因是uniquePaths.extend(uniqueTreePaths) 的缩进不正确。

您遇到的问题是 visited 是一个可变列表。在 Python 中，所有列表都是可变的。事实上，这就是这个算法起作用的原因。 visited 被视为恰好是路径的堆栈。当您将visited 多次附加到uniqueTreePaths 时，您实际上是在一遍又一遍地附加同一个对象。当你修改visited时，它们都被修改了。

要解决此问题，您应该附加列表的副本。这在内存方面将是相当昂贵的，但是您希望图中的所有唯一路径，所以您应该已经意识到这一点。您可以使用uniqueTreePaths.append(list(visited)) 从visited 中创建一个新的list 对象。我实际上会从中创建一个元组，这样它就不能被修改：uniqueTreePaths.append(tuple(visited))。