Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之二叉樹結(jié)構(gòu)定義與遍歷方法詳解
本文實例講述了Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之二叉樹結(jié)構(gòu)定義與遍歷方法。分享給大家供大家參考,具體如下:
先序遍歷,中序遍歷,后序遍歷 ,區(qū)別在于三條核心語句的位置
層序遍歷 采用隊列的遍歷操作第一次訪問根,在訪問根的左孩子,接著訪問根的有孩子,然后下一層 自左向右一一訪問同層的結(jié)點
# 先序遍歷
# 訪問結(jié)點,遍歷左子樹,如果左子樹為空,則遍歷右子樹,
# 如果右子樹為空,則向上走到一個可以向右走的結(jié)點,繼續(xù)該過程
preorder(t):
if t:
print t.value
preorder t.L
preorder t.R
# 中序遍歷
# 從根開始,一直走向左下方,直到無結(jié)點可以走則停下,訪問該節(jié)點
# 然后走向右下方到結(jié)點,繼續(xù)走向左下方:如果結(jié)點無右孩子,則向上走回父親結(jié)點
inorder(t):
inorder(t.L)
print t.value
inorder(t.R)
# 后序遍歷
inorder(t):
inorder(t.L)
inorder(t.R)
print t.value
# 二叉樹結(jié)點類型
class BTNode:
def __init__(self,value,lft=None,rgt=None):
self.value = value
self.lft = lft # 結(jié)點左分支 BTNode
self.rgt = rgt # 結(jié)點右分支 BTNode
為了方便起見,定義一些打印操作
class BinTree():
def __init__(self):
self.root = None # 創(chuàng)建一個空的二叉樹
def isEmpty(self): # 判斷二叉樹是否為空
if self.root is None: return True
else: return False
def makeBT(self,bt,L=None,R=None): # 從當前結(jié)點創(chuàng)建二叉樹
bt.lft = L
bt.rgt = R
def returnBTdict(self): # 返回二叉樹的字典模式
if self.isEmpty():
return None
def rec(bt=None,R=True):
if R==True:
bt = self.root
return {'root':{'value':bt.value,"L":rec(bt.lft,False),
"R":rec(bt.rgt,False)} }
else:
if bt==None:
return None
else:
return {"value":bt.value,
"L":rec(bt.lft,False) if bt.lft != None else None,
"R":rec(bt.rgt,False) if bt.rgt != None else None}
return None
return rec()
def __repr__(self): # 將二叉樹結(jié)構(gòu)打印為字典結(jié)構(gòu)
return str(self.returnBTdict())
下面是各種遍歷方法,添加到樹的類中
def printT_VLR(self,bt=None,rec_count = 0): # 輸出二叉樹結(jié)構(gòu)(先序遍歷)
# rec_count 用于計算遞歸深度 以便輸出最后的換行符
"""
# 先序遍歷
# 訪問結(jié)點,遍歷左子樹,如果左子樹為空,則遍歷右子樹,
# 如果右子樹為空,則向上走到一個可以向右走的結(jié)點,繼續(xù)該過程
preorder(t):
if t:
print t.value
preorder t.L
preorder t.R
"""
if bt==None:
bt = self.root
print bt.value,
btL, btR = bt.lft, bt.rgt
if btL != None:
print btL.value,; rec_count += 1; self.printT_VLR(btL,rec_count); rec_count -= 1
if btR != None:
print btR.value,; rec_count += 1; self.printT_VLR(btR,rec_count); rec_count -= 1
if rec_count == 0:
print "\n"
def printT_LVR(self,bt=None):
"""
# 中序遍歷
# 從根開始,一直走向左下方,直到無結(jié)點可以走則停下,訪問該節(jié)點
# 然后走向右下方到結(jié)點,繼續(xù)走向左下方:如果結(jié)點無右孩子,則向上走回父親結(jié)點
inorder(t):
inorder(t.L)
print t.value
inorder(t.R)
"""
if bt==None:
bt = self.root
btL, btR = bt.lft, bt.rgt
if btL != None:
self.printT_LVR(btL)
print bt.value,
if btR != None:
self.printT_LVR(btR)
def printT_LRV(self,bt=None):
"""
# 后序遍歷
inorder(t):
inorder(t.L)
inorder(t.R)
print t.value
"""
if bt==None:
bt = self.root
btL, btR = bt.lft, bt.rgt
if btL != None:
self.printT_LRV(btL)
if btR != None:
self.printT_LRV(btR)
print bt.value,
def printT_levelorder(self):
"""
層序遍歷 采用隊列的遍歷操作
第一次訪問根,在訪問根的左孩子,接著訪問根的有孩子,然后下一層
自左向右一一訪問同層的結(jié)點
"""
btdict = self.returnBTdict()
q = []
q.append(btdict['root'])
while q:
tn = q.pop(0) # 從隊列中彈出一個結(jié)點(也是一個字典)
print tn["value"],
if tn["L"]!=None:
q.append(tn["L"])
if tn["R"]!=None:
q.append(tn["R"])
測試打印效果
def test(): bt = BinTree() # btns = [BTNode(v) for v in "+*E*D/CAB"] # 層序輸入 # bt.root = btns[0] # bt.makeBT(btns[0], L=btns[1], R=btns[2]) # bt.makeBT(btns[1], L=btns[3], R=btns[4]) # bt.makeBT(btns[3], L=btns[5], R=btns[6]) # bt.makeBT(btns[5], L=btns[7], R=btns[8]) btns = [BTNode(v) for v in [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]] bt.root = btns[0] bt.makeBT(btns[0], L=btns[1], R=btns[2]) bt.makeBT(btns[1], L=btns[3], R=btns[4]) bt.makeBT(btns[2], L=btns[5], R=btns[6]) bt.makeBT(btns[3], L=btns[7], R=btns[8]) bt.makeBT(btns[4], L=btns[9], R=btns[10]) bt.makeBT(btns[5], L=btns[11], R=btns[12]) bt.makeBT(btns[6], L=btns[13], R=btns[14])
輸出:
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