本文不涉及二叉树概念的详细讲解,而着重利用python实现二叉树,其中穿插代码讲解。
其它数据结构:链表、栈和队列。
在链表中,一个节点只能有一个后继节点和前驱节点。而在树中,一个节点可以有多个后继节点,但只能有一个前驱节点。节点的 度表示有几个后继节点, 树的度是最大的节点的度。二叉树是度为2的树。
在树中,没有前驱节点的节点称为根节点,没有后继节点的节点称为叶子节点。前驱节点也称为父节点,后继节点也称为子节点。具有相同父节点的节点称为兄弟节点。
每个节点有两个后继节点,分别为左子节点和右子节点。
class Node(): def __init__(self, item): self.elem = item self.lchild = None self.rchild = None
每个树有个根节点。
class Tree(): def __init__(self): self.root = None
树具有一个层次结构,从根节点最高层到最低层,每层从左向右遍历。需要借助队列实现。
def level_travel(self): if self.root == None: return queue = [self.root] while queue: cur = node = queue.pop(0) print(cur.elem, end=" ") if cur.lchild != None: queue.append(cur.lchild) if cur.rchild != None: queue.append(cur.rchild)
树具有一个层次结构,我们在每层按照从左至右的方向添加节点。我们从第一层开始,依次判断根节点是否有左子节点和右子节点,如果没有,则添加;如果有,则转到第二层。以此类推。实现上与层遍历有点类似。
def add(self, item): node = Node(item) # 如果节点为空 if self.root == None: self.root = node return queue = [self.root] while queue: cur = queue.pop(0) if cur.lchild == None: cur.lchild = node return else: queue.append(cur.lchild) if cur.rchild == None: cur.rchild = node return else: queue.append(cur.rchild)
备注:添加节点while queue:
cur = node = queue.pop(0),不能把queue.pop(0)的值赋给node, 因为node = Node(item), 如果赋给了node, 就会让node无限指向自己,应该写成cur = queue.pop(0)
先序遍历是先遍历根节点,再遍历左子树,最后遍历右子树。对于遍历子树而言,也是遍历子树的根节点,再遍历子树的左子树,最后遍历子树的右子树。可以用递归实现。
def preorder_travel(self, node):# 如果节点为空if node == None:returnprint(node.elem, end=" ")self.preorder_travel(node.lchild)self.preorder_travel(node.rchild)
中序遍历则先遍历左子树,再遍历根节点,最后遍历右子树。
def inorder_travel(self, node):# 如果节点为空if node == None:returnself.inorder_travel(node.lchild)print(node.elem, end=" ")self.inorder_travel(node.rchild)
后续遍历先遍历左子树,再遍历右子树,最后遍历根节点。
def postorder_travel(self, node):# 如果节点为空if node == None:returnself.postorder_travel(node.lchild)self.postorder_travel(node.rchild)print(node.elem, end=" ")
if __name__ == "__main__": t = Tree() t.add(0) t.add(1) t.add(2) t.add(3) t.add(4) t.add(5) t.add(6) t.add(7) t.add(8) t.add(9) t.level_travel() print() t.preorder_travel(t.root) print() t.inorder_travel(t.root) print() t.postorder_travel(t.root) print()
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