Laboration 4 - Från fan till gud
Det gäller att finna kortaste vägen från fan till gud genom
att byta ut en bokstav i taget, till exempel så här:
fan -> man -> mun -> tun -> tur -> hur -> hud -> gud
Alla mellanliggande ord måste finnas i ordlistan
word3.txt från förra laborationen.
Ditt program ska finna en kortare väg till gud än den här föreslagna.
Lösningsprincipen gås igenom nedan och den beskrivs ofta i läroböcker
för det analoga problemet att finna kortaste väg i en graf.
Breddenförstsökning
Hur ska vi använda breddenförstsökning i det här problemet?
Problemträdets urmoder/stamfar fan har barnen fin,
man, far med flera,
barnbarnen hin, mun, får osv.
Enligt kedjan ovan är gud barnbarnbarnbarnbarnbarnbarn till
fan, men gud finns säkert redan tidigare i problemträdet.
För att finna
den första förekomsten gör man en breddenförstsökning enligt följande.
Lägg urmodern/stamfadern som första och enda post i en kö.
Gör sedan följande om och om igen:
Plocka ut den första ur kön,
skapa alla barn till den
och lägg in dom sist i kön.
Första förekomsten av det sökta ordet ger kortaste lösningen.
Man kan spara in både tid och utrymme om man undviker att skapa barn
som är kopior av tidigare släktingar (t ex mans barn fan),
så kallade dumbarn.
Uppgiften är så komplicerad att det är lämpligt att lösa den stegvis.
Första versionen
Låt filen fan.py utgå från förra labben, som ju har två binärträd.
Nu kallar vi dom svenska (ordlistan) och gamla (dumbarnen).
Huvudprogrammet ska läsa in ordlistan, fråga efter startord och slutord,
och göra anropet makechildren(startord).
Denna funktion går systematiskt
igenom alla sätt att byta ut en bokstav i startordet (aan, ban, ..., faö), kollar att det nya
ordet finns i ordlistan men inte finns i gamla
och skriver i så fall ut det nya ordet på skärmen och lägger in det i gamla.
Om du gjort rätt ska fan få sjutton barn.
Andra versionen
För fortsatt genomgång av fans barnbarn osv behövs den köklass
som du använde i kortkonstlabben. Importera den och skapa
kön q. I stället för att skriva
ut barnen på skärmen lägger makechildren in dom i kön. Huvudprogrammet
lägger in startordet i kön och går sedan i en slinga
while not q.isEmpty():
nod = q.get()
makechildren(nod)
|
När makechildren() stöter på slutordet gör den utskriften
print "Det finns en väg till", slutord
Provkör med lite olika start- och slutord, bland annat
blå - röd, ful - gud och ute - hit.
Tredje versionen
Det tråkiga med programmet är att det bara talar om att
det finns en lösning. För att programmet ska kunna skriva ut alla
ord på vägen mellan fan och gud måste varje ord kunna peka på sin
förälder. Det är alltså inte typen string
man ska arbeta med utan en ParentNode som ser ut så här.
class ParentNode:
def __init__(self, word, parent = None):
self.word = word
self.parent = parent
|
Huvudprogrammet skapar ett sådant objekt och lägger in startordet. Det som
sätts in i kön och plockas ut ur kön är nu inte längre ord utan
ParentNode, och det betyder att du måste ändra i makechildren.
När makechildren finner slutordet vill den skriva ut hela kedjan
genom ett anrop writechain(child). Metoden writechain()
ska skrivas rekursivt, så att man får ut kedjan med slutordet sist.
Om kön töms utan att någon lösning påträffats bör programmet meddela
att det är omöjligt. Och när en lösning skrivits ut bör programmet
avbryta körningen. Ett sätt att göra det är sys.exit() om man
importerar modulen sys.
Frivilliga extrauppgifter
Längst från gud: Undersök vilket trebokstavsord som har längst
väg till gud. Du måste då skriva en rekursiv
countchain(child) som
returnerar kedjans längd. Ledning: Om startord och slutord byter roller
ändrar det inte kedjans längd.
Längst från varandra: Vilka två ord är längst från varandra?
Boka tid för redovisning av labb 2, 3 och 4.
Storartat hackat av ..................................... suckar.............................. den .................
