如何递归遍历Pandas DataFrame并按规则计算布尔结果？

现有如下Pandas DataFrame：

id  parent_id   result
    1   0           True
    2   0           False
    3   1           True
    4   1           False
    5   2           True
    6   2           False
    7   4           True
    8   4           True

需要递归遍历整个DataFrame，计算规则为：若节点存在子节点，先对所有子节点的result值执行OR运算，再将该中间结果与父节点的result值执行AND运算，即遵循逻辑：AND(parent['result'], OR(descendants['result']))。最终需要计算如下布尔表达式的结果：

df.loc[df['id'] == 1, 'result'] AND
 (df.loc[df['id'] == 3, 'result'] OR 
   (
    df.loc[df['id'] == 4, 'result'] 
    AND 
      (
              df.loc[df['id'] == 7, 'result'] OR
              df.loc[df['id'] == 8, 'result']
      ) 
  ) 
 ) 
 
OR 
(
  df.loc[df['id'] == 2, 'result']
  AND (
              df.loc[df['id'] == 5, 'result'] OR 
              df.loc[df['id'] == 6, 'result']
      ) 

)

步骤1：构建父子节点映射结构 #

先把DataFrame转换成父节点到子节点的映射字典，方便快速定位子节点：

import pandas as pd

# 初始化目标DataFrame
df = pd.DataFrame({
    'id': [1,2,3,4,5,6,7,8],
    'parent_id': [0,0,1,1,2,2,4,4],
    'result': [True, False, True, False, True, False, True, True]
})

# 生成父节点到子节点ID的映射
parent_to_children = df.groupby('parent_id')['id'].apply(list).to_dict()

步骤2：编写递归计算函数 #

定义递归函数，输入节点ID，返回该节点按规则计算后的布尔结果：

def calculate_node(node_id):
    # 获取当前节点的result值
    node_result = df.loc[df['id'] == node_id, 'result'].iloc[0]
    
    # 获取当前节点的所有子节点
    children = parent_to_children.get(node_id, [])
    
    if not children:
        # 无子女节点，直接返回自身result值
        return node_result
    else:
        # 递归计算所有子节点的结果，再执行OR运算
        children_results = [calculate_node(child_id) for child_id in children]
        or_result = any(children_results)
        # 父节点result与子节点OR结果执行AND运算
        return node_result and or_result

步骤3：计算最终结果 #

根节点是parent_id=0的所有节点，对这些节点的计算结果执行OR运算得到最终值：

# 获取所有根节点
root_nodes = parent_to_children.get(0, [])
# 计算每个根节点的结果，再执行OR运算
final_result = any(calculate_node(node) for node in root_nodes)

print(final_result)  # 输出：True

手动验证结果 #

• 节点7、8：无子女，结果分别为True、True，OR运算后为True
• 节点4：自身result为False，与子节点OR结果True做AND，得到False
• 节点3：无子女，结果为True
• 节点1：自身result为True，与子节点3（True）和4（False）的OR结果True做AND，得到True
• 节点5、6：无子女，结果分别为True、False，OR运算后为True
• 节点2：自身result为False，与子节点OR结果True做AND，得到False
• 最终根节点1（True）和2（False）做OR，结果为True，与代码输出一致

内容的提问来源于stack exchange，提问作者harp1814