Агрегация — Python: Деревья

Агрегация данных — наиболее важная операция при работе с деревьями. Подсчитать общее число файлов в директории, общий размер всех файлов, получить список всех файлов, найти все файлы по шаблону, всё это примеры агрегирования данных.

Ключевым моментом в агрегирующих операциях является накопление результата. Для данной задачи хорошо подходит обход дерева в глубину с использованием рекурсивного процесса, который подробно рассматривается в предыдущем уроке. С его помощью мы обходим все узлы дерева и собираем результат, начиная с самого нижнего уровня.

Рассмотрим агрегацию с использованием рекурсивного процесса на примере подсчёта общего количества узлов в дереве. То есть мы хотим узнать сколько всего файлов и директорий содержится в нашем файловом дереве.

from hexlet import fs

tree = fs.mkdir('/', [
    fs.mkdir('etc', [
        fs.mkfile('bashrc'),
        fs.mkfile('consul.cfg'),
    ]),
    fs.mkfile('hexletrc'),
    fs.mkdir('bin', [
        fs.mkfile('ls'),
        fs.mkfile('cat'),
    ]),
])

# В реализации используем рекурсивный процесс,
# чтобы добраться до самого дна дерева.
def get_nodes_count(node):
    if fs.is_file(node):
        # Возвращаем 1 для учёта текущего файла
        return 1
    # Если узел — директория, получаем его детей
    children = fs.get_children(node)
    # Самая сложная часть
    # Считаем количество потомков для каждого из детей,
    # вызывая рекурсивно нашу функцию get_nodes_count
    descendant_counts = list(map(get_nodes_count, children))
    # Возвращаем 1 (текущая директория) + общее количество потомков
    return 1 + sum(descendant_counts)

get_nodes_count(tree)
# 8

https://repl.it/@hexlet/python-trees-aggregation-get-nodes-count

Кода здесь немного, но он довольно хитрый. Есть несколько ключевых моментов:

1. Функция проверяет тип узла. Если узел — это файл, тогда из функции возвращается единица.
2. В случае, если узел — директория, тогда получаем детей и для каждого ребёнка вновь вызываем нашу функцию. Затем повторяем алгоритм заново.
3. Вызов функции на каждом ребёнке возвращает свой собственный результат (количество его потомков). Эти результаты образуют массив с числами, которые нужно объединить.
4. В конце считается общее количество всех потомков узла + единица (текущий узел сам по себе).

Перед тем как двигаться дальше, с этим кодом нужно "поиграть". Это единственный способ разобраться с ним.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.