python寻找树指定节点位置路径

要求：文件中存有多行数据，每行数据有两列，如下例左图所示。意为树形数据，第一列为父节点，第二列为子节点，如下例右图所示。请读取文件，并实现给定节点，返回其路径关系。如给定节点B，返回1,2,6,B。

示意图
解法一：
用列表存储数据，用index查找数据。

# 获取到父、子节点
f = open('tree.txt', 'r')
txt = f.readlines()
L_parent = []
L_child = []
for line in txt:
    line = line.strip('\n').split('\t')
    L_parent.append(line[0])
    L_child.append(line[1])
f.close()

search_node = input("请输入想寻找的节点：")
child_index = []
res = []


# 找到子节点的索引位置
def search_child_node(item):
    try:
        temp_child_index = L_child.index(item)
    except ValueError:
        print("未找到此节点")
        return
    else:
        if temp_child_index not in [0, 1, 2]:
            child_index.append(temp_child_index)
            search_child_node(L_parent[temp_child_index])
        else:
            child_index.append(0)


# 根据子节点的索引位置找父节点
def search_parent_node():
    for i in child_index:
        res.append(L_parent[i])
    res.reverse()
    res.append(search_node)
    print(res)


search_child_node(search_node)
search_parent_node()

缺点：如果列表很长节点很多就会比较慢，因为index的方法本质上是迭代整个list。用字典（dictionary）可以优化速度和代码结构。

解法二：
用dictionary储存数据，再遍历查找字典

# 获取到父、子节点
f = open('tree.txt', 'r')
txt = f.readlines()
L_parent = []
L_child = []
for line in txt:
    line = line.strip('\n').split('\t')
    L_parent.append(line[0])
    L_child.append(line[1])
f.close()


# 生成树
def initree():
    tree_dict = {}
    for i in range(len(L_child)):
        temp_lis = []
        for j in range(len(L_parent)):
            if L_parent[j] == L_parent[i]:
                temp_lis.append(L_child[j])
        tree_dict[L_parent[i]] = tree_dict.get(L_parent[i], temp_lis)
    return tree_dict

# 搜寻目标节点
def search(item):
    for i in tree_lis:
        if item in i[1]:
            res.append(i[0])
            if item == L_parent[0]:
                res.append(L_parent[0])
                return
            else:
                search(i[0])


tree_dic = initree()
tree_lis = list(tree_dic.items())
res = []
while 1:
    target = input("请输入您想查找的结点：")
    if target in L_child or target in L_parent:
        search(target)
        break
    else:
        print("该结点不在树文件中。请重新输入")
res.reverse()
res.append(target)
print(res)

缺点：虽然用了dictionary，但是好像并不了解为啥要用dictionary，也并没有利用上这种数据结构的优势。

解法三：

# 获取到父、子节点
f = open('tree.txt', 'r')
txt = f.readlines()
L_parent = []
L_child = []
for line in txt:
    line = line.strip('\n').split('\t')
    L_parent.append(line[0])
    L_child.append(line[1])
f.close()


# 生成树
def initree():
    tree_dict = {}
    for i in range(len(L_child)):
        temp_lis = []
        for j in range(len(L_parent)):
            if L_parent[j] == L_parent[i]:
                temp_lis.append(L_child[j])
        child_node = tuple(temp_lis)
        tree_dict[child_node] = tree_dict.get(child_node, L_parent[i])
    return tree_dict


# 搜索指定节点
def search(item):
    for i in tree_lis:
        if item in i[0]:
            res.append(i[1])  # B 6 2 1
            search(i[1])
            if item == L_parent[0]:
                return


tree_dic = initree()
'''
tree_dic = {("2", "3", "4"): "1", ("5", "6"): "2", ("7",): "3", ("8", "9"): "4",
            ("A", "B"): "6", ("C", "D"): "7", ("E", ): "9",
            ("F", "G"): "E", ("H",): "G"}
'''

tree_lis = list(tree_dic.items())
res = []

# 获取指定节点并判断存在
while 1:
    target = input("请输入您想查找的节点：")
    if target in L_child or target in L_parent:
        res.append(target)
        search(target)
        break
    else:
        print("该节点不在树文件中。请重新输入。")
res.reverse()
print(res)

这个解法和第二种没区别，使用dictionary的方式完全不对，而且因此在initree使用了循环嵌套循环的两个for，会让脚本更冗余更慢，反而还不如第一版。
在这里我有一个理解误区，以为要把一个父节点的子节点全部归为一个键值对中，如“("2", "3", "4"): "1"”。其实并不需要，这不会影响遍历结果。

最后解法：

def ReadTreeFile(file):
    f = open(file, 'r')
    node = []
    for line in f.readlines():
        line = line.strip('\n').split('\t')
        node.append(line)
    tree_dict = {}
    for i in node:
        tree_dict[i[1]] = i[0]
    return tree_dict
# 此时的tree_dict = {'2': '1', '3': '1', '4': '1', '5': '2', '6': '2', '7': '3'.......}

def main():
    file = input("请输入树文件：")
    tree = ReadTreeFile(file)
    target = input("请输入您需要查找的节点：")
    res = []
    while tree.get(target):
        res.append(target)
        target = tree.get(target)
    res.append(target)
    res.reverse()
    print(res)


main()