Python 2.7 如何在PyGraphviz中创建重复节点？

我正在使用PyGraphviz绘制二叉搜索树。我无法使用PyGraphviz创建重复节点，因为它会将边循环回节点

例如，下面的代码只生成5个节点，不包含重复的节点。我尝试用唯一索引标记每个节点，但这并不能解决问题

import pygraphviz as pgv
tree = pgv.AGraph(directed=True, strict=True)
tree.add_node(2)
tree.add_node(3)
tree.add_node(1)
tree.add_node(7)
tree.add_node(3)
tree.add_node(9)
tree.add_node(2)
tree.write('foo.dot')
image = pgv.AGraph('foo.dot')
image.layout()
image.draw('foo.pdf')
image.close()

我要绘制到BST的代码：

import pygraphviz as pgv
import random


class Node:
    insertion_step = []

    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.left = None
        self.right = None

    def addNode(self, data):
        if data < self.data:
            if self.left is None:
                self.left = Node(data)
                self.printSubtree()
            else:
                self.left.addNode(data)  # recursively calling addNode method
        else:
            if self.right is None:
                self.right = Node(data)
                self.printSubtree()
            else:
                self.right.addNode(data)

    def printSubtree(self):
        if not (self.left is None or self.right is None):
            print self.left.data, self.data, self.right.data
            self.insertion_step.append((self.left.data, self.data, self.right.data))

        elif self.left is None and not self.right is None:
            print None, self.data, self.right.data
            self.insertion_step.append((None, self.data, self.right.data))

        elif not self.left is None and self.right is None:
            print self.left.data, self.data, None
            self.insertion_step.append((self.left.data, self.data, None))

        else:
            print None, self.data, None
            self.insertion_step.append((None, self.data, None))

    def drawTree(self, tree, f):
        print self.insertion_step
        for step in self.insertion_step:
            if not step[0] is None:
                tree.add_node(step[0], color='goldenrod2', style='filled')

            tree.add_node(step[1], color='goldenrod2', style='filled')

            if not step[2] is None:
                tree.add_node(step[2], color='goldenrod2', style='filled')

            if step[0] is None or step[1] is None or step[2] is None:
                tree.add_node('', color='goldenrod1', shape='box', style='filled')

            if not step[0] is None:
                tree.add_edge(step[1], step[0], color='sienna', style='filled')
            else:
                tree.add_edge(step[1], '', color='sienna', style='filled')
            if not step[2] is None:
                tree.add_edge(step[1], step[2], color='sienna', style='filled')
            else:
                tree.add_edge(step[1], '', color='sienna', style='filled')

        tree.write(f)
        img = pgv.AGraph(f)
        img.layout()
        img.draw(f.split('.')[0] + '.pdf')
        img.close()


if __name__ == '__main__':
    lst = [random.randint(1, 10) for i in range(10)]
    print lst
    n = Node(lst[0])
    n.printSubtree()
    for num in lst[1:]:
        n.addNode(num)

    tree = pgv.AGraph(directed=True, strict=True)
    filename = 'tree.dot'
    n.drawTree(tree, filename)

将pygraphviz作为pgv导入
随机输入
类节点：
插入步骤=[]
定义初始化（自身，数据）：
self.data=数据
self.left=无
self.right=无
def addNode（自身，数据）：
如果数据

---

如上图所示，由于未创建重复节点，因此边是循环的。请给我一个实现这一目标的方法。图中的方形框表示空节点。

GraphViz为您简化了图形。要阻止这样做，您可以添加具有相同标签的不同节点，例如，添加21和22而不是2，并将它们标记为2。然后你可以单独使用它们。标签是节点的一个属性

我使用上面的示例表单来说明节点和标签的使用。它演示了节点的不同数据类型。有些有相同的标签。绘制的图形并没有显示我用节点ID创建的混乱，只是显示了标签。当然，您会为您的BST选择一个合理的命名方案，即使它可能只是唯一的数字

import pygraphviz as pgv
import random
tree = pgv.AGraph(directed=True, strict=True)
tree.add_node("2.1", label='2')
tree.add_node(3.0, label='3')
tree.add_node(3.1, label='3')
tree.add_node(random.randint(1, 1000000), label='7')
tree.add_node(random.randint(1, 1000000), label='7')
tree.add_node(random.randint(1, 1000000), label='7')
tree.add_node("2.2", label='2')
tree.write('foo.dot')
image = pgv.AGraph('foo.dot')
image.layout()
image.draw('foo.pdf')
image.close()

这让我明白：

---

编辑：添加了示例代码。

节点名是GraphViz跟踪单个节点的工具，因此必须对它们进行唯一命名

但是，您可以自由使用重复标签。标签将显示在最终结果中，节点的标签默认设置为节点名称

创建时，将标签与节点名称一起设置：

tree.add_node(1, label=2)
tree.add_node(2, label=3)
tree.add_node(3, label=1)
tree.add_node(4, label=7)
tree.add_node(5, label=3)
tree.add_node(6, label=9)
tree.add_node(7, label=2)

注意，在内部，这里所有内容都转换为字符串

这导致：

您需要重构代码，为唯一节点生成唯一ID，然后使用这些ID创建边。在这里，我只是用一个带有父ID的堆栈遍历您的树：

def drawTree(self, tree, f):
    id = 0
    nodes = [(None, self)]  # queue with nodes to process

    while nodes:
        parent, node = nodes.pop(0)
        tree.add_node(id, label=node.data, color='goldenrod2', style='filled')
        if parent is not None:
            tree.add_edge(parent, id, color='sienna', style='filled')

        if node.left is not None:
            nodes.append((id, node.left))
        else:
            none_id = '{}_left_none'.format(id)
            tree.add_node(none_id, label='', color='goldenrod1', shape='box', style='filled')
            tree.add_edge(id, none_id, color='sienna', style='filled')

        if node.right is not None:
            nodes.append((id, node.right))
        else:
            none_id = '{}_right_none'.format(id)
            tree.add_node(none_id, label='', color='goldenrod1', shape='box', style='filled')
            tree.add_edge(id, none_id, color='sienna', style='filled')

        id += 1

    tree.write(f)
    img = pgv.AGraph(f)
    img.layout(program='dot')
    img.draw(f.split('.')[0] + '.pdf')
    img.close()

其中：

要拉直具有相等值的节点之间的边，需要尝试向边添加权重：

def drawTree(self, tree, f):
    id = 0
    nodes = [(None, self)]  # queue with nodes to process

    while nodes:
        parent, node = nodes.pop(0)
        tree.add_node(id, label=node.data, color='goldenrod2', style='filled')

        if parent is not None:
            weight = 1
            if tree.get_node(parent).attr['label'] == str(node.data):
                # same value, increase weight of edge to straighten it.
                weight = 10
            tree.add_edge(parent, id, color='sienna', style='filled', weight=weight)

        if node.left is not None:
            nodes.append((id, node.left))
        else:
            none_id = '{}_left_none'.format(id)
            tree.add_node(none_id, label='', color='goldenrod1', shape='box', style='filled')
            tree.add_edge(id, none_id, color='sienna', style='filled')

        if node.right is not None:
            nodes.append((id, node.right))
        else:
            none_id = '{}_right_none'.format(id)
            tree.add_node(none_id, label='', color='goldenrod1', shape='box', style='filled')
            tree.add_edge(id, none_id, color='sienna', style='filled')

        id += 1

    tree.write(f)
    img = pgv.AGraph(f)
    img.layout(prog='dot')
    img.draw(f.split('.')[0] + '.png')
    img.close()

其结果是：

---

您可以调整精确的权重。

我尝试过使用标签，但这并不能完全解决问题。我现在正在使用不可见节点，并尝试模拟函数之类的指针来绘制结构，但代码变得非常糟糕和复杂。我想知道是否有一种方法可以通过使用子图来实现这一点。另外，如果您发现了任何工作示例或修复了我的代码，您能给我指出任何工作示例吗？我刚刚用代码更新了您的第一个简单代码段，以使用标签，而不是依赖ID进行装饰。@Martjin感谢您的回复。您的代码似乎不适用于更大的数字列表。我在一张单子上试过：[8,9,2,4,5,4,5,9,1,3,5,7,1,3,7]。我得到了错误的结果，第一个元素重复了两次，列表的最后一个元素被遗漏了。我已经用你的代码为列表生成的图像以及我更新的代码生成的图像更新了你的回复。我还包括了我的更新代码。我希望无节点基本上创建树的平衡视图，而不是底部的单个节点。检查上面编辑的回复。@arunrasathshankar:已更新以生成separa