Я пишу код на Java, который использует неупорядоченное корневое дерево, где каждый узел может иметь любое количество дочерних узлов. Имея дерево T и поддерево S, я хочу иметь возможность найти все поддеревья в T, соответствующие S (то есть все поддеревья в T, которые изоморфны S).
Поддерево T изоморфно S, если узлы S могут быть отображены на узлы T таким образом, что ребра S отображаются на ребра в T.
Был задан предыдущий вопрос о том, как определить, дерево содержит другое поддерево, однако я хочу найти ВСЕ поддеревья в T, которые соответствуют S. Кроме того, я хочу иметь возможность сопоставлять каждый узел в каждом совпадении в T с соответствующим узлом в S .
То есть, когда совпадение найдено, оно должно быть возвращено не просто как указатель на узел в T, в котором находится дерево, соответствующее S, но совпадение должно быть возвращено как что-то вроде списка пар указателей на узлы [ (T1,S1),(T2,S2),...(Tn,Sn)] такой, что T1 является указателем на узел в T, который отображается на узел S1 в поддереве и так далее.
В качестве альтернативы может быть возвращен просто список пар значений, поскольку каждый узел в дереве T и поддереве S имеет связанный с ним уникальный целочисленный идентификатор.
Например:
Задано дерево T следующим образом:
a
/ \
b c
/ \
d e
и поддерево S как:
x
/ \
y z
должен быть возвращен следующий список совпадений:
[(a,x),(b,y),(c,z)] [(b,x),(d,y),(e,z)]
Уникальное совпадение определяется набором узлов в T, а не сопоставлением между узлами в T и S.
Итак, следующее совпадение:
[(a,x),(b,z),(c,y)]
считается дубликатом
[(a,x),(b,y),(c,z)]
поскольку они имеют одинаковый набор узлов из T (a,b,c), поэтому должно быть возвращено только одно совпадение.
В качестве другого примера, для заданного дерева T:
a
/|\
b c d
и поддерево S:
x
/ \
y z
должен быть возвращен следующий список совпадений:
[(a,x),(b,y),(c,z)] [(a,x),(b,y),(d,z)] [(a,x),(c,y),(d,z)]
Может ли кто-нибудь привести пример кода, как это сделать?
Редактировать (относительно комментария Криса Каннона):
Я думаю, вы хотите, чтобы кто-то закодировал ответ для вас? Как далеко вы зашли? Какой код вы написали? – Крис Кэннон 1 час назад
У меня есть следующий код, который при запуске создает список (matchesList) указателей на узлы в дереве, в которых укоренены поддеревья, соответствующие данному поддереву. Однако может быть несколько поддеревьев с корнем в одном узле, и в настоящее время каждый узел будет добавлен в список совпадений не более одного раза, независимо от того, сколько совпадений находится в нем.
Кроме того, я не могу понять, как построить описанное выше сопоставление между узлами поддерева и узлами совпадения, найденного в исходном дереве.
package Example;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Vector;
public class PartialTreeMatch {
public static void main(String[] args) {
NodeX testTree = createTestTree();
NodeX searchTree = createSearchTree();
System.out.println(testTree);
System.out.println(searchTree);
partialMatch(testTree, searchTree);
}
static LinkedList<NodeX> matchesList = new LinkedList<NodeX>();
private static boolean partialMatch(NodeX tree, NodeX searchTree) {
findSubTreeInTree(tree, searchTree);
System.out.println(matchesList.size());
for (NodeX n : matchesList) {
if (n != null) {
System.out.println("Found: " + n);
}
}
return false;
}
private static NodeX findSubTreeInTree(NodeX tree, NodeX node) {
if (tree.value == node.value) {
if (matchChildren(tree, node)) {
matchesList.add(tree);
}
}
NodeX result = null;
for (NodeX child : tree.children) {
result = findSubTreeInTree(child, node);
if (result != null) {
if (matchChildren(tree, result)) {
matchesList.add(result);
}
}
}
return result;
}
private static boolean matchChildren(NodeX tree, NodeX searchTree) {
if (tree.value != searchTree.value) {
return false;
}
if (tree.children.size() < searchTree.children.size()) {
return false;
}
boolean result = true;
int treeChildrenIndex = 0;
for (int searchChildrenIndex = 0; searchChildrenIndex < searchTree.children
.size(); searchChildrenIndex++) {
// Skip non-matching children in the tree.
while (treeChildrenIndex < tree.children.size()
&& !(result = matchChildren(tree.children
.get(treeChildrenIndex), searchTree.children
.get(searchChildrenIndex)))) {
treeChildrenIndex++;
}
if (!result) {
return result;
}
}
return result;
}
private static NodeX createTestTree() {
NodeX subTree2 = new NodeX('A');
subTree2.children.add(new NodeX('A'));
subTree2.children.add(new NodeX('A'));
NodeX subTree = new NodeX('A');
subTree.children.add(new NodeX('A'));
subTree.children.add(new NodeX('A'));
subTree.children.add(subTree2);
return subTree;
}
private static NodeX createSearchTree() {
NodeX root = new NodeX('A');
root.children.add(new NodeX('A'));
root.children.add(new NodeX('A'));
return root;
}
}
class NodeX {
char value;
Vector<NodeX> children;
public NodeX(char val) {
value = val;
children = new Vector<NodeX>();
}
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append('(');
sb.append(value);
for (NodeX child : children) {
sb.append(' ');
sb.append(child.toString());
}
sb.append(')');
return sb.toString();
}
}
Приведенный выше код пытается найти все подграфы в:
A
/|\
A A A
/ \
A A
которые соответствуют:
A
/ \
A A
Код успешно обнаруживает совпадение корневого узла верхнего узла в первом дереве и третьего потомка первого дерева. Однако на самом деле в верхнем узле находятся 3 спички, а не одна. Кроме того, код не строит сопоставление между узлами дерева и узлами поддерева, и я не могу понять, как это сделать.
Кто-нибудь может дать совет, как это сделать?
