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# >python -m py_compile abr.py
import sys, pickle;
from datetime import datetime;
import time, random;
# pip install graphviz *** graphviz-0.4.2
from graphviz import Digraph
__author__ = "Phlyper";
# STRUCT {valeur, [pere], [fils_gauche], [fils_droit]}
def est_vide(abr = None):
return abr == None;
def valeur(abr = None):
if abr != None:
return abr["valeur"];
return None;
def pere(abr = None):
if abr != None:
return abr["pere"];
return None;
def fils_gauche(abr = None):
if abr != None:
return abr["fils_gauche"];
return None;
def fils_droit(abr = None):
if abr != None:
return abr["fils_droit"];
return None;
def insertion(abr = None, pere = None, v = None):
if v == None:
return None;
if abr != None:
if abr["valeur"] > v:
abr["fils_gauche"] = insertion(abr["fils_gauche"], abr, v);
else:
abr["fils_droit"] = insertion(abr["fils_droit"], abr, v);
else:
abr = {};
abr["valeur"] = v;
abr["pere"] = pere;
#abr["pere"]["fils_gauche"] = abr;
#abr["pere"]["fils_droit"] = abr;
abr["fils_gauche"] = None;
abr["fils_droit"] = None;
return abr;
def insertion_liste(abr = None, list_v = []):
for v in list_v:
abr = insertion(abr, pere = None, v = v);
return abr;
def est_abr(abr = None):
if abr != None:
if abr["fils_gauche"] != None and max_val(abr["fils_gauche"]) > abr["valeur"]:
return False;
if abr["fils_droit"] != None and min_val(abr["fils_droit"]) < abr["valeur"]:
return False;
if not est_abr(abr["fils_gauche"]) or not est_abr(abr["fils_gauche"]):
return False;
return True;
def afficher(abr = None):
if abr != None:
print("Noeud * @ %#010x" % id(abr));
print("valeur =", abr["valeur"]);
if abr["pere"] != None:
print("\tpere =", abr["pere"]["valeur"]);
if abr["fils_gauche"] != None:
print("\tfils_gauche =", abr["fils_gauche"]["valeur"]);
if abr["fils_droit"] != None:
print("\tfils_droit =", abr["fils_droit"]["valeur"]);
print("");
afficher(abr["fils_gauche"]);
afficher(abr["fils_droit"]);
def print_arbre(abr = None, level = 0):
sep = 5;
if level == 0:
print("*" * 60);
if abr != None:
print_arbre(abr["fils_droit"], level + 1);
if level > 0:
for i in range(0, level-1):
print("|%s" % (" " * sep), end = "");
print("|%s>%03d" % ("-" * sep, abr["valeur"]));
else:
print("%02d" % (abr["valeur"]));
print_arbre(abr["fils_gauche"], level + 1);
if level == 0:
print("\npaths =", paths(abr));
print("*" * 60);
def draw_arbre(abr = None, fils = None, pere = None, dot = None, kn = 0):
kn += 1;
if abr != None:
if abr["pere"] == None:
dot = Digraph(format = "png", name = "ABR", comment = "The Binary Search Tree");
if dot == None:
return;
abr["kn"] = kn;
label = "A%d" % kn;
dot.node(label, "{<valeur> %s|{<fils_gauche> %s|<fils_droit> %s}}" % (abr["valeur"], abr["fils_gauche"]["valeur"] if abr["fils_gauche"] != None else None, abr["fils_droit"]["valeur"] if abr["fils_droit"] else None), shape = "Mrecord" if abr["pere"] == None else "record", fontsize="14");
if abr["pere"] != None:
label_pere = "A%d" % abr["pere"]["kn"];
label_pere = "%s%s" % (label_pere, ":fils_%s" % fils if fils != None else "");
label = "%s:valeur" % label
dot.edge(label_pere, label, constraint = "true", dir = "both", arrowhead = "normal", color = "blue");
kn = draw_arbre(abr["fils_gauche"], "gauche", abr, dot, kn);
kn = draw_arbre(abr["fils_droit"], "droit", abr, dot, kn);
del abr["kn"];
if abr["pere"] == None:
dot.body.append("\tlabel = \"ABR Arbre Binaire de Recherche - BST Binary Search Tree - Diagram drawn by graphviz - @PHLYPER\"");
dot.body.append("\tfontsize = 20");
print(dot.source);
print(dot.save("abr"));
print(dot.render("abr", view = True, cleanup = False));
# dot.engine("neato");
# dot.format("pdf");
# print(dot.render("abr", view = True, cleanup = False));
else:
label = "A%d" % kn;
dot.node(label, "None", style = "filled", fillcolor = "lightgrey", fontsize="12");
if pere != None:
label_pere = "A%d" % pere["kn"];
dot.edge(label_pere, label, constraint = "true", dir = "both", color = "blue");
return kn;
def recherche(abr = None, v = None):
if v == None:
return None;
if abr != None:
if abr["valeur"] == v:
return abr;
elif abr["valeur"] > v:
return recherche(abr["fils_gauche"], v);
else:
return recherche(abr["fils_droit"], v);
return None;
def modifie(abr = None, v1 = None, v2 = None):
if v2 == None:
return abr;
if abr != None:
x = recherche(abr, v1);
if x != None:
if x["pere"]["fils_gauche"] == x:
x["pere"]["fils_gauche"] = None;
if x["pere"]["fils_droit"] == x:
x["pere"]["fils_droit"] = None;
abr = insertion(abr, None, v2);
abr = fusion(abr, x["fils_gauche"]);
abr = fusion(abr, x["fils_droit"]);
x = vider(x);
return abr;
def fusion(abr = None, abr2 = None):
if abr2 != None:
abr = insertion(abr, None, abr2["valeur"]);
abr = fusion(abr, abr2["fils_gauche"]);
abr = fusion(abr, abr2["fils_droit"]);
return abr;
def copy(abr = None, pere = None):
abr2 = None;
if abr != None:
abr2 = insertion(abr2, None, abr["valeur"]);
abr2["pere"] = pere;
abr2["fils_gauche"] = copy(abr["fils_gauche"], pere = abr2);
abr2["fils_droit"] = copy(abr["fils_droit"], pere = abr2);
return abr2;
def mirror(abr = None, pere = None):
abr2 = None;
if abr != None:
if abr["pere"] == None:
abr2 = copy(abr);
else:
abr2 = {"valeur" : abr["valeur"], "pere" : pere};
abr2["fils_gauche"] = mirror(abr["fils_droit"], abr2);
abr2["fils_droit"] = mirror(abr["fils_gauche"], abr2);
return abr2;
def paths(abr = None):
path = [];
if abr != None:
if abr["fils_gauche"] == None and abr["fils_droit"] == None:
path.append([valeur(abr)]);
else:
lg = paths(abr["fils_gauche"]);
if len(lg):
for p in lg:
if len(p):
p.append(valeur(abr));
path += lg;
ld = paths(abr["fils_droit"]);
if len(ld):
for p in ld:
if len(p):
p.append(valeur(abr));
path += ld;
return path;
def extrait_max(abr = None):
if abr != None:
max = noeud_max(abr);
if max != None:
max["pere"]["fils_droit"] = None;
abr = fusion(abr, max["fils_gauche"]);
abr = fusion(abr, max["fils_droit"]);
max = vider(max);
return abr;
def extrait_min(abr = None):
if abr != None:
min = noeud_min(abr);
if min != None:
min["pere"]["fils_gauche"] = None;
abr = fusion(abr, min["fils_gauche"]);
abr = fusion(abr, min["fils_droit"]);
min = vider(min);
return abr;
def arbre_to_list(abr = None):
l = [];
if abr != None:
lg = arbre_to_list(abr["fils_gauche"]);
if len(lg):
l += lg;
l.append(abr["valeur"]);
ld = arbre_to_list(abr["fils_droit"]);
if len(ld):
l += ld;
return l;
def racine(abr = None):
if abr != None:
if abr["pere"] == None:
return abr;
return None;
def noeuds_internes(abr = None):
ns = [];
if abr != None:
lg = noeuds_internes(abr["fils_gauche"]);
if len(lg):
ns += lg;
if abr["pere"] != None and (abr["fils_gauche"] != None or abr["fils_droit"] != None):
ns.append(abr["valeur"]);
ld = noeuds_internes(abr["fils_droit"]);
if len(ld):
ns += ld;
return ns;
def feuilles(abr = None): # noeuds externes
fs = [];
if abr != None:
lg = feuilles(abr["fils_gauche"]);
if len(lg):
fs += lg;
if abr["fils_gauche"] == None and abr["fils_droit"] == None:
fs.append(abr["valeur"]);
ld = feuilles(abr["fils_droit"]);
if len(ld):
fs += ld;
return fs;
def successeur(abr = None, v = None):
if abr != None:
x = recherche(abr, v);
if x != None:
if x["fils_droit"] != None:
min = noeud_min(x["fils_droit"]);
if min != None:
return min;
elif x["fils_droit"] == None and x["pere"] != None:
while x["pere"] != None:
x = x["pere"];
if x["valeur"] > v:
return x;
return None;
def predecesseur(abr = None, v = None):
if abr != None:
x = recherche(abr, v);
if x != None:
if x["fils_gauche"] != None:
max = noeud_max(x["fils_gauche"]);
if max != None:
return max;
elif x["fils_gauche"] == None and x["pere"] != None:
while x["pere"] != None:
x = x["pere"];
if x["valeur"] < v:
return x;
return None;
def plus_proche(abr = None, v = None):
if v == None:
return None;
pp = None;
if abr != None:
pp = abr;
ppg = plus_proche(abr["fils_gauche"], v);
if ppg != None:
if abs(v - abr["valeur"]) > abs(v - ppg["valeur"]):
pp = ppg;
ppd = plus_proche(abr["fils_droit"], v);
if ppd != None:
if abs(v - abr["valeur"]) > abs(v - ppd["valeur"]):
pp = ppd;
return pp;
def nbr_noeuds(abr = None):
if abr != None:
return nbr_noeuds(abr["fils_gauche"]) + nbr_noeuds(abr["fils_droit"]) + 1;
return 0;
def noeud_max(abr = None):
if abr != None:
if abr["fils_droit"] != None:
return noeud_max(abr["fils_droit"]);
return abr;
return None;
def max_val(abr = None):
return valeur(noeud_max(abr));
def noeud_min(abr = None):
if abr != None:
if abr["fils_gauche"] != None:
return noeud_min(abr["fils_gauche"]);
return abr;
return None;
def min_val(abr = None):
return valeur(noeud_min(abr));
def hauteur(abr = None):
if abr != None:
return max(hauteur(abr["fils_gauche"]), hauteur(abr["fils_droit"])) + 1;
return 0;
def balance(abr = None):
if abr != None:
return hauteur(abr["fils_gauche"]) - hauteur(abr["fils_droit"]);
return 0;
def est_equilibrer(abr = None):
return balance(abr) in [-1, 0, 1];
def vider(abr = None):
if abr != None:
abr["pere"] = None;
abr["fils_gauche"] = vider(abr["fils_gauche"]);
abr["fils_droit"] = vider(abr["fils_droit"]);
abr.clear();
abr = None;
del abr;
#if abr:
#print("free %s", abr);
return None;
def save_arbre(abr = None):
with open("abr.bin", "wb") as f:
pickle.dump(abr, f);
def open_arbre():
abr = None;
with open("abr.bin", "rb") as f:
abr = pickle.load(f);
return abr;
def cmp_arbre(abr = None, abr2 = None):
result = [];
if abr != None and abr2 != None:
result.append([abr["valeur"], "==" if abr["valeur"] == abr2["valeur"] else "<>", abr2["valeur"]]);
lg = cmp_arbre(abr["fils_gauche"], abr2["fils_gauche"]);
if len(lg):
result += lg;
ld = cmp_arbre(abr["fils_droit"], abr2["fils_droit"]);
if len(ld):
result += ld;
elif abr != None and abr2 == None:
result.append([abr["valeur"], "<>", None]);
lg = cmp_arbre(abr["fils_gauche"], None);
if len(lg):
result += lg;
ld = cmp_arbre(abr["fils_droit"], None);
if len(ld):
result += ld;
elif abr == None and abr2 != None:
result.append([None, "<>", abr2["valeur"]]);
lg = cmp_arbre(None, abr2["fils_gauche"]);
if len(lg):
result += lg;
ld = cmp_arbre(None, abr2["fils_droit"]);
if len(ld):
result += ld;
else:
result.append([None, "==", None]);
return result;
def est_egaux(abr = None, abr2 = None):
result = cmp_arbre(abr, abr2);
print(result);
for x in result:
if x[1] == "<>":
return False;
return True;
def main():
ABR = None;
ABR2 = None;
ABR3 = None;
ABR4, ABR5 = None, None;
print("ABR");
print("insertion");
ABR = insertion(ABR, None, 5);
ABR = insertion(ABR, None, 1);
ABR = insertion(ABR, None, 8);
ABR = insertion(ABR, None, 15);
ABR = insertion_liste(ABR, [10, 12, 4, 6, 2, 14]);
ABR2 = insertion_liste(ABR2, [11, 3, 16, 9, 13, 7]);
print("est vide", est_vide(ABR));
print("pere", pere(ABR));
print("fils_gauche", fils_gauche(ABR));
print("fils_droit", fils_droit(ABR));
print("afficher");
afficher(ABR);
ABR = fusion(ABR, ABR2);
print("afficher apres fusion");
afficher(ABR);
print("nbr noeuds", nbr_noeuds(ABR));
print("min val", min_val(ABR));
print("max val", max_val(ABR));
print("hauter", hauteur(ABR));
print("recherche(14)", recherche(ABR, 14));
print("ABR2");
print("afficher");
afficher(ABR2);
ABR2 = extrait_max(ABR2);
print("afficher apres extrait max");
afficher(ABR2);
ABR2 = extrait_min(ABR2);
print("afficher apres extrait min");
afficher(ABR2);
print("balance ABR =", balance(ABR), "equilibrer", est_equilibrer(ABR));
print("balance ABR2 =", balance(ABR2), "equilibrer", est_equilibrer(ABR2));
print("ABR to list =", arbre_to_list(ABR));
print("ABR2 to list =", arbre_to_list(ABR2));
print("modifie 10 -> 20");
ABR = modifie(ABR, 10, 20);
print("recherche(10)", recherche(ABR, 10));
print("recherche(20)", recherche(ABR, 20));
print("racine", racine(ABR));
print("noeuds_internes", noeuds_internes(ABR));
print("feuilles", feuilles(ABR));
save_arbre(ABR);
ABR3 = open_arbre();
print("afficher ABR3");
afficher(ABR3);
ABR4 = copy(ABR);
nbr_ARB, nbr_ARB2, nbr_ARB3, nbr_ARB4 = nbr_noeuds(ABR), nbr_noeuds(ABR2), nbr_noeuds(ABR3), nbr_noeuds(ABR4);
print("comparer ABR '%d' et ABR2 '%d'" % (nbr_ARB, nbr_ARB2), est_egaux(ABR, ABR2));
print("comparer ABR '%d' et ABR3 '%d'" % (nbr_ARB, nbr_ARB3), est_egaux(ABR, ABR3));
print("comparer ABR '%d' et ABR4 '%d'" % (nbr_ARB, nbr_ARB4), est_egaux(ABR, ABR4));
ABR4 = insertion_liste(ABR4, [19, 18, 17, 10]);
vs = list(range(-10, 30));
random.shuffle(vs);
for x in arbre_to_list(ABR4):
vs.remove(x);
random.shuffle(vs);
ABR4 = insertion_liste(ABR4, vs);
print("afficher ABR4");
afficher(ABR4);
print("successeur(1)", valeur(successeur(ABR4, 1)), "predecesseur(1)", valeur(predecesseur(ABR4, 1)));
print("successeur(5)", valeur(successeur(ABR4, 5)), "predecesseur(5)", valeur(predecesseur(ABR4, 5)));
print("successeur(9)", valeur(successeur(ABR4, 9)), "predecesseur(9)", valeur(predecesseur(ABR4, 9)));
print("successeur(10)", valeur(successeur(ABR4, 10)), "predecesseur(10)", valeur(predecesseur(ABR4, 10)));
print("successeur(15)", valeur(successeur(ABR4, 15)), "predecesseur(15)", valeur(predecesseur(ABR4, 15)));
print("successeur(16)", valeur(successeur(ABR4, 16)), "predecesseur(16)", valeur(predecesseur(ABR4, 16)));
print("successeur(20)", valeur(successeur(ABR4, 20)), "predecesseur(20)", valeur(predecesseur(ABR4, 20)));
print("plus_proche(0)", valeur(plus_proche(ABR4, 0)));
print("plus_proche(5.6)", valeur(plus_proche(ABR4, 5.6)));
print("plus_proche(12.01)", valeur(plus_proche(ABR4, 12.01)));
print("plus_proche(21)", valeur(plus_proche(ABR4, 21)));
print("mirror ABR2");
ABR5 = mirror(ABR2);
afficher(ABR2);
print("-" * 40);
afficher(ABR5);
print("-" * 40);
print("est_abr(ABR) =", est_abr(ABR));
print_arbre(ABR);
print("est_abr(ABR2) =", est_abr(ABR2));
print_arbre(ABR2);
print("est_abr(ABR3) =", est_abr(ABR3));
print_arbre(ABR3);
print("est_abr(ABR4) =", est_abr(ABR4));
print_arbre(ABR4);
print("est_abr(ABR5) =", est_abr(ABR5));
print_arbre(ABR5);
try:
draw_arbre(ABR4);
except Exception as e:
print("Erreur : %s" % e);
ABR = vider(ABR);
ABR2 = vider(ABR2);
print("afficher apres vider");
afficher(ABR);
afficher(ABR2);
print("%#010x %#010x %#010x %#010x" % (id(ABR), id(ABR2), id(ABR3), id(ABR4)));
print("%06d %06d %06d %06d" % (sys.getsizeof(ABR), sys.getsizeof(ABR2), sys.getsizeof(ABR3), sys.getsizeof(ABR4)));
if __name__ == "__main__":
time1, timec1 = datetime.now(), time.clock();
main();
time2, timec2 = datetime.now(), time.clock();
print("time1 = %s, timec1 = %0.8f secondes" % (time1, timec1));
print("time2 = %s, timec2 = %0.8f secondes" % (time2, timec2));
print("delay 1-2 = %s, %0.8f secondes" % (time2 - time1, timec2 - timec1));