帮我创建一个图类,它的边应该带有权重,成员方法中应该包含创建图、添加节点、删除节点、展示图、寻找最短路径、深度优先搜索、广度优先搜索等方法

时间: 2023-09-28 11:03:21 浏览: 44
以下是一个基础的图类,包含了边带有权重、创建图、添加节点、删除节点、展示图、寻找最短路径、深度优先搜索、广度优先搜索等方法: ``` class Graph: def __init__(self): self.nodes = set() self.edges = {} self.weights = {} def add_node(self, value): self.nodes.add(value) def add_edge(self, from_node, to_node, weight): self._add_edge(from_node, to_node, weight) self._add_edge(to_node, from_node, weight) def _add_edge(self, from_node, to_node, weight): if from_node not in self.edges: self.edges[from_node] = [] self.edges[from_node].append(to_node) self.weights[(from_node, to_node)] = weight def remove_node(self, value): self.nodes.discard(value) for node, edges in self.edges.items(): try: edges.remove(value) del self.weights[(node, value)] except ValueError: pass try: del self.edges[value] except KeyError: pass def remove_edge(self, from_node, to_node): self.edges[from_node].remove(to_node) del self.weights[(from_node, to_node)] def show(self): for node in self.nodes: print(node, "->", self.edges[node]) def dijkstra(self, start, end): shortest_distance = {} predecessor = {} unseen_nodes = self.nodes.copy() infinity = 999999999 path = [] for node in unseen_nodes: shortest_distance[node] = infinity shortest_distance[start] = 0 while unseen_nodes: current_node = None for node in unseen_nodes: if current_node is None: current_node = node elif shortest_distance[node] < shortest_distance[current_node]: current_node = node for neighbour, weight in self._get_neighbours(current_node): if weight + shortest_distance[current_node] < shortest_distance[neighbour]: shortest_distance[neighbour] = weight + shortest_distance[current_node] predecessor[neighbour] = current_node unseen_nodes.discard(current_node) current_node = end while current_node != start: try: path.insert(0, current_node) current_node = predecessor[current_node] except KeyError: print("Path not reachable") break path.insert(0, start) if shortest_distance[end] != infinity: print("Shortest distance is", shortest_distance[end]) print("And the path is", path) def _get_neighbours(self, node): return [(n, self.weights[(node, n)]) for n in self.edges[node]] def dfs(self, node, visited=None): if visited is None: visited = set() visited.add(node) print(node) for neighbour in self.edges[node]: if neighbour not in visited: self.dfs(neighbour, visited) def bfs(self, start): visited = set() queue = [start] visited.add(start) while queue: current_node = queue.pop(0) print(current_node) for neighbour in self.edges[current_node]: if neighbour not in visited: visited.add(neighbour) queue.append(neighbour) ``` 其中,`nodes` 用于存储节点,`edges` 用于存储边,`weights` 用于存储边的权重。 `add_node` 方法用于添加节点,`add_edge` 方法用于添加带有权重的边,`remove_node` 方法用于删除节点,`remove_edge` 方法用于删除边,`show` 方法用于展示图。 `dijkstra` 方法用于寻找最短路径,`dfs` 方法用于深度优先搜索,`bfs` 方法用于广度优先搜索。 使用方法示例: ``` g = Graph() g.add_node(1) g.add_node(2) g.add_node(3) g.add_edge(1, 2, 10) g.add_edge(2, 3, 20) g.add_edge(1, 3, 30) g.show() g.dijkstra(1, 3) g.dfs(1) g.bfs(1) ```

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