mrstrictly

"Условия и циклы" -- это, всё же, не алгоритмы, а теория ЯП.
А, вот, по остальному, не долго думая, порекомендую суперклассику "Алгоритмы и структуры данных" Никлауса Вирта. Для развлечения, между делом, можно подкинуть "Алгоритмические трюки для программистов" Уоррена.
Ну а если попрёт, то уже переходить к тяжелой артиллерии, вроде Кормена и/или Седжвика. :)

Как-то так: pastebin.com/K6Z8JqVT
То есть, идея в том, чтобы подписать узел на событие изменения состояния "маркера" при его добавлении в узел. При этом, узел распространяет события своему родителю (если он есть) вплоть до корневого. Каждый узел хранит компактный набор счетчиков состояний, связанных с его "маркерами" и "маркерами" дочерних узлов. Что-то еще более оптимизировать, на мой взгляд, смысла нет, т.к. TreeMap (O(nlog(n)) с ключом по состоянию -- это и так очень быстро.
Код, разумеется, не thread-safe.

Извините, я не Python разработчик. Ниже -- моё решение в лоб, которое возможно натолкнет на думы об оптимизации. :)

def join_intersections(aSet):
    aSetCopy = aSet.copy()
    for l, r in [[l,r] for l in changeset for r in changeset]:
        if not l.isdisjoint(r) and l != r:
            aSetCopy.discard(l)
            aSetCopy.discard(r)
            yield l | r
    for rest in aSetCopy:
        yield rest

>>> target_changeset = set(join_intersections(changeset))
>>> target_changeset
set([frozenset([136, 111]), frozenset([105, 101, 102]), frozenset([110, 135]), frozenset([103, 104, 106, 107, 109])])

Возможно, вам подойдут mind maps.
Например, такая реализация: www.xmind.net

Попробуйте использовать API Яндекс.Карт, сравнивая выдачу геокодера. Документация.