可视化 python 中的嵌套函数调用

Question

我需要一种方法来可视化 python 中的嵌套函数调用，最好是在树状结构中。所以，如果我有一个包含 f(g(x,h(y))) 的字符串，我想创建一个树，使关卡更易读。例如：

     f()
      |
     g()
     / \
    x  h()
        |
        y

或者，当然，更好的是，像 sklearn.tree.plot_tree 创建的那样的树图。

这似乎是一个很久以前就有人解决过的问题，但到目前为止我一直在努力寻找它。仅供参考，这是为了可视化遗传编程输出，它往往具有像这样非常复杂的字符串。

谢谢！

更新： toytree 和 toyplot 非常接近，但还差得远：

这是生成的：

 import toytree, toyplot
 mystyle = {"layout": 'down','node_labels':True}
 s = '((x,(y)));'
 toytree.tree(s).draw(**mystyle);

很接近，但节点标签不是字符串...

更新二： 我发现了另一种可能的解决方案，使我更接近文本形式： https://rosettacode.org/wiki/Visualize_a_tree#Python

tree2 = Node('f')([ 
            Node('g')([
                Node('x')([]),
                Node('h')([
                    Node('y')([])
                ])
            ])
        ])
print('\n\n'.join([drawTree2(True)(False)(tree2)]))

结果如下：

没错，但我必须手动将我的字符串转换为 drawTree2 函数需要的节点表示法。

Answer 1

这是一个使用 pyparsing 和 asciitree 的解决方案。这可以适用于解析几乎所有内容并生成绘图所需的任何数据结构。在这种情况下，代码会生成适合输入到 asciitree 的嵌套字典。

#!/usr/bin/env python3

from collections import OrderedDict

from asciitree import LeftAligned
from pyparsing import Suppress, Word, alphas, Forward, delimitedList, ParseException, Optional


def grammar():
    lpar = Suppress('(')
    rpar = Suppress(')')

    identifier = Word(alphas).setParseAction(lambda t: (t[0], {}))
    function_name = Word(alphas)
    expr = Forward()
    function_arg = delimitedList(expr)
    function = (function_name + lpar + Optional(function_arg) + rpar).setParseAction(lambda t: (t[0] + '()', OrderedDict(t[1:])))
    expr << (function | identifier)

    return function


def parse(expr):
    g = grammar()

    try:
        parsed = g.parseString(expr, parseAll=True)
    except ParseException as e:
        print()
        print(expr)
        print(' ' * e.loc + '^')
        print(e.msg)
        raise

    return dict([parsed[0]])


if __name__ == '__main__':
    expr = 'f(g(x,h(y)))'
    tree = parse(expr)
    print(LeftAligned()(tree))

输出：

f()
 +-- g()
     +-- x
     +-- h()
         +-- y

编辑

通过一些调整，您可以构建适合在您最喜欢的图形库中绘制的边列表（下面的 igraph 示例）。

#!/usr/bin/env python3

import igraph

from pyparsing import Suppress, Word, alphas, Forward, delimitedList, ParseException, Optional


class GraphBuilder(object):
    def __init__(self):
        self.labels = {}
        self.edges = []

    def add_edges(self, source, targets):
        for target in targets:
            self.add_edge(source, target)

        return source

    def add_edge(self, source, target):
        x = self.labels.setdefault(source, len(self.labels))
        y = self.labels.setdefault(target, len(self.labels))
        self.edges.append((x, y))

    def build(self):
        g = igraph.Graph()
        g.add_vertices(len(self.labels))
        g.vs['label'] = sorted(self.labels.keys(), key=lambda l: self.labels[l])
        g.add_edges(self.edges)

        return g


def grammar(gb):
    lpar = Suppress('(')
    rpar = Suppress(')')

    identifier = Word(alphas)
    function_name = Word(alphas).setParseAction(lambda t: t[0] + '()')
    expr = Forward()
    function_arg = delimitedList(expr)
    function = (function_name + lpar + Optional(function_arg) + rpar).setParseAction(lambda t: gb.add_edges(t[0], t[1:]))
    expr << (function | identifier)

    return function


def parse(expr, gb):
    g = grammar(gb)
    g.parseString(expr, parseAll=True)


if __name__ == '__main__':
    expr = 'f(g(x,h(y)))'

    gb = GraphBuilder()
    parse(expr, gb)

    g = gb.build()
    layout = g.layout('tree', root=len(gb.labels)-1)
    igraph.plot(g, layout=layout, vertex_size=30, vertex_color='white')

可视化 python 中的嵌套函数调用

Visualizing nested function calls in python

python

tree

genetic-programming

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