python 二叉树类及其四种遍历方法

x33g5p2x  于2022-05-18 转载在 Python  
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之前学习过binarytree第三方库,了解了它定义的各种基本用法。昨天在问答频道中做题时碰到一个关于二叉树的算法填空题,感觉代码不错非常值得学习,于是整理代码分享如下:

  1. from collections import deque #层遍历中用到队列数据类型
  2. class BTNode: #二叉链中结点类
  3. def __init__(self,d = None):
  4. self.data = d #结点值
  5. self.lchild = None #左hai子指针
  6. self.rchild = None #右hai子指针
  7. class BTree: #二叉树类
  8. def __init__(self,d = None):
  9. self.b = None #根结点指针
  10. def DispBTree(self): #返回二叉链的括号表示串
  11. return self._DispBTree1(self.b)
  12. def _DispBTree1(self,t): #被DispBTree方法调用
  13. if t==None: #空树返回空串
  14. return ""
  15. else:
  16. bstr = t.data #输出根结点值
  17. if t.lchild != None or t.rchild != None:
  18. bstr += "(" #有hai子结点时输出"("
  19. bstr += self._DispBTree1(t.lchild) #递归输出左子树
  20. if t.rchild != None:
  21. bstr += "," #有右hai子结点时输出","
  22. bstr += self._DispBTree1(t.rchild) #递归输出右子树
  23. bstr += ")" #输出")"
  24. return bstr
  25. def FindNode(self,x): #查找值为x的结点算法
  26. return self._FindNode1(self.b,x)
  27. def _FindNode1(self,t,x): #被FindNode方法调用
  28. if t==None:
  29. return None #t为空时返回null
  30. elif t.data==x:
  31. return t #t所指结点值为x时返回t
  32. else:
  33. p = self._FindNode1(t.lchild,x) #在左子树中查找
  34. if p != None:
  35. return p #在左子树中找到p结点,返回p
  36. else:
  37. return self._FindNode1(t.rchild,x) #返回在右子树中查找结果
  38. def Height(self): #求二叉树高度的算法
  39. return self._Height1(self.b)
  40. def _Height1(self,t): #被Height方法调用
  41. if t==None:
  42. return 0 #空树的高度为0
  43. else:
  44. lh = self._Height1(t.lchild) #求左子树高度lchildh
  45. rh = self._Height1(t.rchild) #求右子树高度rchildh
  46. return max(lh,rh)+1
  47. def PreOrder(bt): #先序遍历的递归算法
  48. _PreOrder(bt.b)
  49. def _PreOrder(t): #被PreOrder方法调用
  50. if t != None:
  51. print(t.data,end = ' ') #访问根结点
  52. _PreOrder(t.lchild) #先序遍历左子树
  53. _PreOrder(t.rchild) #先序遍历右子树
  54. def InOrder(bt): #中序遍历的递归算法
  55. _InOrder(bt.b)
  56. def _InOrder(t): #被InOrder方法调用
  57. if t != None:
  58. _InOrder(t.lchild) #中序遍历左子树
  59. print(t.data,end = ' ') #访问根结点
  60. _InOrder(t.rchild) #中序遍历右子树
  61. def PostOrder(bt): #后序遍历的递归算法
  62. _PostOrder(bt.b)
  63. def _PostOrder(t): #被PostOrder方法调用
  64. if t != None:
  65. _PostOrder(t.lchild) #后序遍历左子树
  66. _PostOrder(t.rchild) #后序遍历右子树
  67. print(t.data,end = ' ') #访问根结点
  68. def LevelOrder(bt): #层序遍历的算法
  69. qu = deque() #将双端队列作为普通队列qu
  70. qu.append(bt.b) #根结点进队
  71. while len(qu)>0: #队不空循环
  72. p = qu.popleft() #出队一个结点
  73. print(p.data,end = ' ') #访问p结点
  74. if p.lchild != None: #有左hai子时将其进队
  75. qu.append(p.lchild)
  76. if p.rchild != None: #有右hai子时将其进队
  77. qu.append(p.rchild)
  78. def CreateBTree2(posts,ins): #由后序序列posts和中序序列ins构造二叉链
  79. bt = BTree()
  80. bt.b = _CreateBTree2(posts,0,ins,0,len(posts))
  81. return bt
  82. def _CreateBTree2(posts,i,ins,j,n):
  83. if n <= 0:
  84. return None
  85. d = posts[i+n-1] #取后序序列尾元素d
  86. t = BTNode(d) #创建根结点(结点值为d)
  87. p = ins.index(d) #在ins中找到根结点的索引
  88. k = p-j #确定左子树中结点个数k
  89. t.lchild = _CreateBTree2(posts,i,ins,j,k) #递归构造左子树
  90. t.rchild = _CreateBTree2(posts,i+k,ins,p+1,n-k-1) #递归构造右子树
  91. return t
  92. if __name__ == '__main__':
  93. inlst = ['D','G','B','A','E','C','F']
  94. posts = ['G','D','B','E','F','C','A']
  95. print(f"中序列表 :{inlst}")
  96. print(f"后序列表 :{posts}")
  97. #构造二叉树bt
  98. bt = BTree()
  99. bt = CreateBTree2(posts,inlst)
  100. print(f"\n构造二叉树:{bt.DispBTree()}")
  101. x = 'F'
  102. if bt.FindNode(x):
  103. print(f"bt中存在 :'{x}'")
  104. else:
  105. print(f"bt中不存在 :'{x}'")
  106. print(f"bt的高度 :{bt.Height():^3}")
  107. print("\n先序遍历 :",end='')
  108. PreOrder(bt)
  109. print("\n中序遍历列 :",end='')
  110. InOrder(bt)
  111. print("\n后序遍历 :",end='')
  112. PostOrder(bt)
  113. print("\n层序遍历 :",end='')
  114. LevelOrder(bt)

中序列表:['D', 'G', 'B', 'A', 'E', 'C', 'F']
后序列表:['G', 'D', 'B', 'E', 'F', 'C', 'A']

构造二叉树:A(B(D(,G),C(E,F))
bt中存在 :'F'
bt的高度 : 4 

先序遍历 :A B D G C E F 
中序遍历 :D G B A E C F 
后序遍历 :G D B E F C A 
层序遍历 :A B C D E F G 

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