Python构造树结构应用到城市层级编码

应用背景

在实际的场景应用中，经常需要对一些数据做一些层级编码，这时候需要使用树形结构来支持这一实现。这里给出一个典型的应用例子，对全国城市的层级编码，例如全国下面有34个省级行政区，以湖北省为例，湖北省下面有15个省辖市或者州，每个市下面又有若干个区域或者县。这样的非常常见的层级结构可以用一颗数来表示，这里使用Python来实现树的结构

数据样本

定义城市样本文件数据(这里只是部分)如下，每行一条记录，每条记录中不同级别用逗号分隔

上海市,市辖区,徐汇区
上海市,市辖区,杨浦区
上海市,市辖区,松江区
上海市,市辖区,长宁区
上海市,市辖区,闵行区
云南省,临沧市,临翔区
云南省,临沧市,云县
云南省,临沧市,凤庆县
云南省,临沧市,双江拉祜族佤族布朗族傣族自治县
云南省,临沧市,永德县
云南省,临沧市,沧源佤族自治县
云南省,临沧市,耿马傣族佤族自治县
云南省,临沧市,镇康县
云南省,丽江市,华坪县
云南省,丽江市,古城区
云南省,丽江市,宁蒗彝族自治县
云南省,丽江市,永胜县
云南省,丽江市,玉龙纳西族自治县
云南省,保山市,施甸县
云南省,保山市,昌宁县
云南省,保山市,腾冲县
云南省,保山市,隆阳区
云南省,保山市,龙陵县

树的结构

我们定义树的节点，包含以下几个元素

名称	类型	描述	描述
name	String	名称，省名称、城市名称、区名称	“云南省”
index	String	节点编号值的路径，从根节点到此节点的路径	“0\|11\|1101\|110101”
value	String	节点编号的值	“110101”
children	array	节点的孩子节点	[“110101”,“110102”,“110103”]

编码规则

我们定义一个编码规则，首先，对待排序文件按照文本进行排序，这样每个省的数据都集中在一起而且都是排好序的，然后设置“全国”的value为“0”，然后一级目录（省）value从“10”开始，二级目录（市）的value从对应的一级目录 * 100 开始，三级四级依次类推。

树节点代码

class Node(object):def __init__(self, name, value="0", index="0"):self.name = nameself.index = indexself.value = valueself.children = []# 查询节点在树中的位置def search(self, node):if self.name == node.name:return selfif not self.children:return Noneelse:for child in self.children:childres = child.search(node)if childres:return childresreturn Nonedef add_child(self, node):self.children.append(node)def set_value(self, value):self.value = valuedef set_index(self, index):self.index = index# 将整棵树变成json格式def to_json(self):res = {}res['value'] = self.valueres['name'] = self.nameres['index'] = self.indexres['children'] = []for child in self.children:res['children'].append(child.to_json())return res# 通过节点全路径寻找节点名称def index_display(self, index):if self.index == index:print(self.name)if self.children:for child in self.children:child.index_display(index)

树的创建过程

def create_tree_from_local_file():first_no = 10  # 一集目录从10开始,二级目录为对应的一级目录*100开始,三级四季依次类推root_node = Node("全国", index="0")  # 根节点path = "your file path"  # 这里填写你的路径,文件内容如上面样本数据所示for line in open(path encoding="utf-8"):  lines = line.strip("\r\n").split(",")first_node = Node(lines[0])  # 一级目录需要指定编码if first_node.name not in [child.name for child in root_node.children]:first_node.set_value(str(first_no))first_node.set_index(root_node.index + "|" + first_node.value)first_no = first_no + 1root_node.add_child(first_node)cur_node = root_node.search(first_node)for node in [Node(name=tmp) for tmp in lines[1:]]:  # 二级以后直接根据一级目录的编号开始if node.name not in [child.name for child in cur_node.children]:length = len(cur_node.children)node.set_value(str(length + 100 * int(cur_node.value)))node.set_index(cur_node.index + "|" + node.value)cur_node.add_child(node)cur_node = root_node.search(node)print(root_node.to_json())

运行结果

{"value": "0", "name": "全国", "index": "0", "children": [{"value": "10", "name": "上海市", "index": "0|10", "children": [{"value": "1000", "name": "市辖区", "index": "0|10|1000", "children": [{"value": "100000", "name": "徐汇区", "index": "0|10|1000|100000", "children": [ ]}, {"value": "100001", "name": "杨浦区", "index": "0|10|1000|100001", "children": [ ]}, {"value": "100002", "name": "松江区", "index": "0|10|1000|100002", "children": [ ]}, {"value": "100003", "name": "长宁区", "index": "0|10|1000|100003", "children": [ ]}, {"value": "100004", "name": "闵行区", "index": "0|10|1000|100004", "children": [ ]}]}]}, {"value": "11", "name": "云南省", "index": "0|11", "children": [{"value": "1100", "name": "临沧市", "index": "0|11|1100", "children": [{"value": "110000", "name": "临翔区", "index": "0|11|1100|110000", "children": [ ]}, {"value": "110001", "name": "云县", "index": "0|11|1100|110001", "children": [ ]}, {"value": "110002", "name": "凤庆县", "index": "0|11|1100|110002", "children": [ ]}, {"value": "110003", "name": "双江拉祜族佤族布朗族傣族自治县", "index": "0|11|1100|110003", "children": [ ]}, {"value": "110004", "name": "永德县", "index": "0|11|1100|110004", "children": [ ]}, {"value": "110005", "name": "沧源佤族自治县", "index": "0|11|1100|110005", "children": [ ]}, {"value": "110006", "name": "耿马傣族佤族自治县", "index": "0|11|1100|110006", "children": [ ]}, {"value": "110007", "name": "镇康县", "index": "0|11|1100|110007", "children": [ ]}]}, {"value": "1101", "name": "丽江市", "index": "0|11|1101", "children": [{"value": "110100", "name": "华坪县", "index": "0|11|1101|110100", "children": [ ]}, {"value": "110101", "name": "古城区", "index": "0|11|1101|110101", "children": [ ]}, {"value": "110102", "name": "宁蒗彝族自治县", "index": "0|11|1101|110102", "children": [ ]}, {"value": "110103", "name": "永胜县", "index": "0|11|1101|110103", "children": [ ]}, {"value": "110104", "name": "玉龙纳西族自治县", "index": "0|11|1101|110104", "children": [ ]}]}, {"value": "1102", "name": "保山市", "index": "0|11|1102", "children": [{"value": "110200", "name": "施甸县", "index": "0|11|1102|110200", "children": [ ]}, {"value": "110201", "name": "昌宁县", "index": "0|11|1102|110201", "children": [ ]}, {"value": "110202", "name": "腾冲县", "index": "0|11|1102|110202", "children": [ ]}, {"value": "110203", "name": "隆阳区", "index": "0|11|1102|110203", "children": [ ]}, {"value": "110204", "name": "龙陵县", "index": "0|11|1102|110204", "children": [ ]}]}]}]
}

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数据样本

树的结构

编码规则

树节点代码

树的创建过程

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