python Graphillion简介

Graphillion是一个用于高效图集操作的Python库。与NetworkX等现有的图形工具不同,Graphillion被设计为一次只处理一个图形,而Graphillion则非常有效地处理一个大型的图形集。令人惊讶的是,使用Graphillion可以在一台计算机上处理数万亿的图形。(摘自Github)

Graphillion Github网址

安装

打开CMD,直接使用pip的语句安装库,我使用的是Python 3.9.13

pip install graphillion

但是windows安装的时候会出现问题error: Microsoft Visual C++ 14.0 or greater is required. ,所以我们得先安装一个Visual C++的组件:
Visual C++ Redistributable for Visual Studio 2015

举例

from graphillion import GraphSet                # 导入graphillion库里的GraphSet
import graphillion.tutorial as tl               # 导入graphillion.tutorial库并改别名为tl

universe = tl.grid(2, 2)                             # 指定universe图的大小
GraphSet.set_universe(universe)                      # 创建universe图
tl.draw(universe)                                    # 绘画出universe图

运行程序后,能够形成类似下面的图,这里要注意一下,虽然指定的universe图大小为(2,2),但实际它是从0开始计算的,所以形成的图是3X3的,从左到右从上至下标号如下:
python Graphillion简介_第1张图片

Graphillion使用openMP进行并行计算,计算路径的数目使他的强项,现在我们计算从起点1到终点9的路径

from graphillion import GraphSet 
import graphillion.tutorial as tl

universe = tl.grid(2, 2)
GraphSet.set_universe(universe)
# tl.draw(universe)
start = 1                 # 起点
goal = 9                  # 终点
paths = GraphSet.paths(start, goal)
print(len(paths))             # 打印可能的路径数目
tl.draw(paths.choice())       # 绘画出其中一条路径

打印出路径数目为12条:
在这里插入图片描述

显示其中一条路径(每次都一样):
python Graphillion简介_第2张图片

仔细画一画,也确实有12条路径:
python Graphillion简介_第3张图片

扩展

根据这个库Github的介绍,还有一个很有意思的玩法,比如说下面这张图,我们在18号位置放置一个宝箱,然后在64号位置放置一把开宝箱的钥匙,那么如果我们要前往宝箱,就必须要先去拿钥匙
python Graphillion简介_第4张图片

那么代码就可以写作如下:

from graphillion import GraphSet 
import graphillion.tutorial as tl

universe = tl.grid(8, 8)
GraphSet.set_universe(universe)
# tl.draw(universe)
start = 1              
goal = 81              
paths = GraphSet.paths(start, goal)
key = 64
treasure = 18
paths_to_key = GraphSet.paths(start, key).excluding(treasure)           # 只拿钥匙的路径
treasure_paths = paths.including(paths_to_key).including(treasure)      # 拿钥匙之后再去开宝箱的路径

print("从起点到终点的路径数:", len(paths))
print("前往钥匙的路径数:", len(paths_to_key))
print("前往宝箱的路径数:", len(treasure_paths))

tl.draw(treasure_paths.choice())                 # 绘画出其中一条路径

显示结果:
在这里插入图片描述

打印出其中一条路径(每次都一样):
python Graphillion简介_第5张图片

参考文章

graphillionを使ってみた

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