python - 递归:如何避免 Python set changed set 在迭代 RuntimeError 期间

标签 python algorithm recursion constraint-programming

背景及问题描述:

我有一些代码可以解决图形着色问题(广义上定义为将“颜色”分配给无向图的问题,确保没有两个由边连接的顶点具有相同的颜色)。我正在尝试使用约束传播来实现解决方案,以提高标准递归回溯算法的效率,但遇到以下错误:

  File "C:\Users\danisg\Desktop\coloring\Solver.py", 
  line 99, in solve
  for color in self.domains[var]:
  RuntimeError: Set changed size during iteration

在这里,对于每个顶点,我为该特定顶点保留一个 set 可能的特定值:

  self.domains = { var: set(self.colors) for var in self.vars }

完成分配后,我将此约束传播到相邻域,以限制搜索空间:

  for key in node.neighbors:          # list of keys corresponding to adjacent vertices
      if color in self.domains[key]:  # remove now to prune possible choices
          self.domains[key].remove(color)

这不是引发实际错误的地方(在我的代码中,我在 try-except block 中指出了问题所在),但可能是问题的根源。

我的问题:

我是否有正确的想法,如果没有正确的实现?更重要的是,我该如何解决这个问题?另外,是否有必要保留一个单独的 domains 字典?或者我们可以让 domain 成为图中每个节点的属性吗?

我的代码:

这是调用此代码的 solve 函数:

def solve(self):

    uncolored = [var for var in self.vars if self.map[var].color == None]
    if len(uncolored) == 0:
        return True

    var  = min(uncolored, key = lambda x: len(self.domains[var]))
    node = self.map[var]
    old  = { var: set(self.domains[var]) for var in self.vars }

    for color in self.domains[var]:

        if not self._valid(var, color):
            continue


        self.map[var].color = color
        for key in node.neighbors:

            if color in self.domains[key]:
                self.domains[key].remove(color)

        try:
            if self.solve():
                return True
        except:
            print('happening now')


        self.map[var].color = None
        self.domains = old


    return False

我的实现使用 Node 对象:

class Solver:

    class Node:

        def __init__(self, var, neighbors, color = None, domain = set()):

            self.var       = var
            self.neighbors = neighbors
            self.color     = color
            self.domain    = domain

        def __str__(self):
            return str((self.var, self.color))



    def __init__(self, graph, K):

        self.vars    = sorted( graph.keys(), key = lambda x: len(graph[x]), reverse = True )  # sort by number of links; start with most constrained
        self.colors  = range(K)
        self.map     = { var: self.Node(var, graph[var]) for var in self.vars }
        self.domains = { var: set(self.colors)           for var in self.vars }

这里有另外两个有用/有用的功能:

def validate(self):

    for var in self.vars:
        node = self.map[var]

        for key in node.neighbors:
            if node.color == self.map[key].color:
                return False

    return True

def _valid(self, var, color):

    node = self.map[var]

    for key in node.neighbors:

        if self.map[key].color == None:
            continue

        if self.map[key].color == color:
            return False

    return True

代码失败的数据和示例:

可以找到我使用的示例图表 here .

读取数据的函数:

def read_and_make_graph(input_data):

    lines = input_data.split('\n')

    first_line = lines[0].split()
    node_count = int(first_line[0])
    edge_count = int(first_line[1])

    graph = {}
    for i in range(1, edge_count + 1):
        line  = lines[i]
        parts = line.split()
        node, edge = int(parts[0]), int(parts[1])

        if node in graph:
            graph[node].add(edge)

        if edge in graph:
            graph[edge].add(node)

        if node not in graph:
            graph[node] = {edge}

        if edge not in graph:
            graph[edge] = {node}

    return graph

应该这样调用:

file_location = 'C:\\Users\\danisg\\Desktop\\coloring\\data\\gc_50_3'
input_data_file = open(file_location, 'r')
input_data = ''.join(input_data_file.readlines())
input_data_file.close()

graph  = read_and_make_graph(input_data)
solver = Solver(graph, 6)  # a 6 coloring IS possible

print(solver.solve())      # True if we solved; False if we didn't

最佳答案

我认为问题出在这里:

for color in self.domains[var]:

    if not self._valid(var, color):
        continue

    self.map[var].color = color
    for key in node.neighbors:

        if color in self.domains[key]:
            self.domains[key].remove(color)  # This is potentially bad.

如果 key == varself.domains[key].remove(color) 被调用时,你改变你当前迭代的集合的大小.您可以通过使用来避免这种情况

for color in self.domains[var].copy():

使用 copy() 将允许您迭代集合的副本,同时从原始中删除项目。

关于python - 递归:如何避免 Python set changed set 在迭代 RuntimeError 期间,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/22846719/

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