Add Python notes

python/графы/поиск в ширину.py

@@ -0,0 +1,178 @@
+# Матрица смежности
+# [y][x] - существование пути (ребра) из y в x (опционально - вместо существования bool вес int)
+# При нумерации с 1 при этом методе существует несоответствие номеров узлов и индексов (индекс = номер - 1)
+graph = (
+	(0, 1, 1, 0, 0, 0, 1),
+	(1, 0, 1, 1, 0, 0, 0),
+	(1, 1, 0, 0, 0, 0, 0),
+	(0, 1, 0, 0, 1, 0, 0),
+	(0, 0, 0, 1, 0, 1, 0),
+	(0, 0, 0, 0, 1, 0, 1),
+	(1, 0, 0, 0, 0, 1, 0)
+)
+
+
+# Поиск в ширину
+
+visited_nodes = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]  # 1 - обнаружена, 2 - посещена
+
+queue = []  # Список узлов, которые нужно посетить
+queue.append(0)  # Стартовый узел
+
+while len(queue):  # Пока есть узлы, которые надо посетить
+	node1 = queue.pop(0)
+	visited_nodes[node1] = 2
+
+	for node2 in range(7):
+		if graph[node1][node2] == 1 and visited_nodes[node2] == 0:  # Узел смежный и не обнаружен
+			queue.append(node2)
+			visited_nodes[node2] = 1
+
+
+
+# Поиск кратчайшего пути в невзвешенном графе (из точки 3 в 5)
+
+class Edge:
+	def __init__(self, begin, end):
+		self.begin = begin
+		self.end = end
+
+	def __str__(self):
+		return f"Edge({self.begin + 1}, {self.end + 1})"
+
+
+def find_edges(graph, starting_point, stopping_point):
+	visited_nodes = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]  # 1 - обнаружена, 2 - посещена
+	edges = []
+
+	queue = []  # Список узлов, которые нужно посетить
+	queue.append(starting_point)  # Стартовый узел
+	while len(queue):  # Пока есть узлы, которые надо посетить
+		node1 = queue.pop(0)
+		visited_nodes[node1] = 2
+		print('Checking node %s' % node1)
+
+		for node2 in range(7):
+			print(f'Checking path to {node2}')
+			if graph[node1][node2] == 1 and visited_nodes[node2] == 0:  # Узел смежный и не обнаружен
+				print('Path exists and is undetected. Saving')
+
+				queue.append(node2)
+				visited_nodes[node2] = 1
+				edges.append(Edge(node1, node2))
+
+				if node2 == stopping_point:
+					print('Found stop, returning')
+					return edges
+
+	return edges
+
+
+start = 2
+req = 4
+edges = find_edges(graph, start, req)
+
+print('\nResulting list: ')
+for i in edges:
+	print(i)
+
+print("\nPath:")
+while len(edges):
+	edge = edges.pop(-1)
+	if edge.end == req:
+		req = edge.begin
+		print(edge)
+
+
+
+
+# ==================================================================
+
+
+
+# Список смежности
+# ключ - номер узла, значение - список узлов, с которыми есть связь
+print('\n\n\n\n\n\nСписок смежности')
+
+graph = {
+	1: (2, 3, 7),
+	2: (1, 3, 4),
+	3: (1, 2),
+	4: (2, 5),
+	5: (4, 6),
+	6: (5, 7),
+	7: (1, 6)
+}
+
+
+# Поиск в ширину
+visited_nodes = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]  # 1 - обнаружена, 2 - посещена
+
+queue = []
+queue.append(1)
+
+while len(queue):
+	node1 = queue.pop()
+	visited_nodes[node1 - 1] = 2
+
+	for node2 in graph.get(node1):
+		# Проверка на смежность в этом методе не нужна, потому что в списке уже содержатся смежные узлы.
+		if visited_nodes[node2 - 1] == 0:
+			visited_nodes[node2 - 1] = 1
+			queue.append(node2)
+
+
+
+# Поиск кратчайшего пути в невзвешенном графе (из точки 3 в 5)
+
+class Edge:
+	def __init__(self, begin, end):
+		self.begin = begin
+		self.end = end
+
+	def __str__(self):
+		return f"Edge({self.begin}, {self.end})"
+
+
+def find_edges(graph, starting_point, stopping_point):
+	visited_nodes = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]  # 1 - обнаружена, 2 - посещена
+
+	queue = []
+	queue.append(starting_point)
+	edges = []
+
+	while len(queue):
+		node1 = queue.pop(0)
+		visited_nodes[node1 - 1] = 2
+		print(f'Checking node {node1}')
+
+		for node2 in graph.get(node1):
+			print(f'Checking existing path to {node2}')
+			# Проверка на смежность в этом методе не нужна, потому что в списке уже содержатся смежные узлы.
+			if visited_nodes[node2 - 1] == 0:
+				print('Path is undetected. Saving')
+
+				visited_nodes[node2 - 1] = 1
+				queue.append(node2)
+				edges.append(Edge(node1, node2))
+
+				if node2 == stopping_point:
+					print('Found stop, returning')
+					return edges
+
+	return edges
+
+
+start = 3
+req = 5
+edges = find_edges(graph, start, req)
+print('\nResulting list: ')
+for i in edges:
+	print(i)
+
+print("\nPath:")
+while len(edges):
+	edge = edges.pop(-1)
+	if edge.end == req:
+		req = edge.begin
+		print(edge)