关于图的应用——循环依赖检测（DFS+Python实现）

功能要求

假设一个测试目录test，有若干子目录A/B/C。 每个子目录（例如A）中都拥有一个requires文件，requires里每行是子目录名字（例如B)，代表此目录的依赖项。编写一个脚本check.py，测试指定子目录中的依赖项是否合理，即是否存在缺失或者循环的依赖关系等(例如A->B->A)。若不合理则需要进行详细分析并打印原因。
执行方式：python check.py -c (folder_name)

test目录内容如下图所示：
子目录内容及requests文件内容（以G目录举例），如下图所示：

问题分析

• 首先，涉及到遍历目录，查找依赖，依赖关系是一个比较复杂的网，具体来看，A目录依赖于B目录，这是一个单向关系，所以关系具有方向性，结合有向图考虑。
• 其次，依赖是否存缺失或者循环，是否缺失容易判断，但是在遍历过程中，先要排除环的存在，避免遍历陷入死循环。所以，先判断是否有环，后判断是否有缺失。
• 然后，在判断依赖是否有环。可采用图的深度优先搜索、拓扑排序算法，以及结合图的矩阵存储来判断。本次用图的深度优先搜索算法进行实现。
• 再者，判断依赖是否存在缺失。分为两方面，一方面是依赖文件requests的缺失，另一方面是依赖目录的缺失，这一点在实现时，先将所有子目录名存名放在一个列表中，而后在遍历依赖时*判断依赖的目录是否存在于列表，若不存在则存在缺失*
• 最后，命令行方式执行。第一步，需要对命令行进行解析；第二步，对输入不正确的命令要捕获异常并给出提示；第三步，根据参数，执行检测功能。

关于环的类型

• 第一种，顶点本身构成环：
  
• 第二种，所有顶点构成环：
• 第三种，部分顶点构成环：
  
• 特别要注意，下面(图8)这个有向图，不构成环，虽然C、D被访问了多次，很多示例都未解决这个问题。

具体实现

• 需要的库：os ，argparse
  其中，os库用于遍历目录，argparse库用于解析命令行输入的命令，并执行。
• 在check.py文件中的代码如下：
  注: 我将依赖看做一条路径。N的前驱顶点为：在从X->N->Y的路径上，自X开始访问到该目录N之前，已经发现的依赖目录。这些目录已经形成了一条路径。

import os
import argparse


# 格式化子目录名,用作键
def file(folder):
    return folder.split('/')[-1]


# 获取上级目录名称
def father_file(input_dir, pardir):
    return os.path.abspath(os.path.join(input_dir, pardir))


# 通过requires文件获取依赖关系，建立从A——>B的部分
def build_dependency_graph(folder):
    path = os.path.join(folder, 'requires')
    if not os.path.exists(folder):
        print(f"Error:{
     
     file(folder)}目录未建立")
        return None
    elif os.path.exists(path):
        with open(os.path.join(folder, 'requires'), 'r')