递归：如何避免在迭代运行时Python set changed set

Question

背景和问题描述：

我有一些代码可以解决图的着色问题（广义上定义为给一个无向图分配“颜色”的问题，确保由一条边连接的两个顶点没有相同的颜色）。我试图使用约束传播来实现一个解决方案，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，我保留该特定顶点可能的特定值的set：

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

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)

这不是抛出实际错误的地方（在我的代码中，我指出问题在try-except块中的位置），但可能是问题的根源。

我的问题是：

我有正确的想法吗，这里，如果没有正确的实施？更重要的是，我怎样才能解决这个问题？另外，有必要保留一个单独的domains字典吗？或者我们可以将domain作为图中每个节点的属性吗？

我的代码：

下面是调用此代码的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

我的实现使用一个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 }

下面是另外两个有用的功能：

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：

我正在使用的示例图可以找到here。

读取数据的功能：

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

其名称如下：

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

Answer 1

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.

如果在调用self.domains[key].remove(color)时key == var，则更改当前迭代的集合的大小。你可以通过使用

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

使用copy（）可以遍历集合的副本，同时从原始集合中移除项。