二叉樹(python實現)
阿新 • • 發佈:2018-12-21
二叉樹是一種簡單的樹形結構,其每個節點的分支節點數有0,1或2個。如下圖T1,T2和T3是三棵二叉樹。顯然二叉樹是一種遞迴的結構。
不包含任何節點的二叉樹為空樹,只有一個節點的二叉樹稱為單點樹,一個節點的子節點的個數稱為該節點的度。如果每個分支節點的度都為2,則稱之為滿二叉樹。T4,T5就是兩棵滿二叉樹。
如果一棵二叉樹,除最後一層外,其它層的節點都是滿的,而最後一層節點在最左邊連續排列,空位都在右邊,這樣的二叉樹叫做完全二叉樹,如T6、T7所示。
以下程式碼定義了一個二叉樹類
想要遍歷一棵二叉樹,有兩種不同的策略:深度優先遍歷和寬度優先遍歷。
其中深度優先遍歷策略有三種不同的方式:
先根序遍歷:按根節點、左子樹、右子樹的順序遍歷。
中根序遍歷:按左子樹、根節點、右子樹的順序遍歷。
後根序遍歷:按左子樹、右子樹、根節點的順序遍歷。
#二叉樹節點類 class BinTNode: def __init__(self,dat,left=None,right=None): self.data=dat self.left=left self.right=right class BinTree: def __init__(self): self._root=None def is_empty(self): return self._root is None def root(self): return self._root def leftchild(self): return self._root.left def rightchild(self): return self._root.right def set_root(self,rootnode): self._root=rootnode def set_left(self,leftchild): self._root.left=leftchild def set_right(self,rightchild): self._root.right=rightchild def preorder_elements(self): t=self._root s = SStack() while t is not None or not s.is_empty(): while t is not None: yield t.data s.push(t.right) t = t.left t = s.pop()
其中 preorder_elements()函式可遍歷輸出二叉樹中的節點,實現了先根序遍歷的方法。
顯然二叉樹是是個遞迴結構,它的子樹仍然可看做一個二叉樹,因此二叉樹許多方法都可以用遞迴方式實現。如下程式碼所示:
#二叉樹節點類 class BinTNode: def __init__(self,dat,left=None,right=None): self.data=dat self.left=left self.right=right #統計樹中節點的個數 def count_BinTNode(t): if t is None: return 0 else: return 1+count_BinTNode(t.left)+count_BinTNode(t.right) #求二叉樹裡的所有數值之和 def sum_BinTNode(t): if t is None: return 0 else: return t.dat+sum_BinTNode(t.left)+sum_BinTNode(t.right) #遞迴方式的深度遍歷二叉樹(先根序),proc是具體的節點資料操作 def preorder(t,proc): if t is None: return proc(t.data) preorder(t.left,proc) preorder(t.right,proc)
此外可以藉助於佇列實現二叉樹的寬度優先遍歷
#寬度優先遍歷,proc是具體的節點資料操作
def levelorder(t,proc):
qu=SQueue()
qu.enqueue(t)
while not qu.is_empty():
n=qu.dequeue()
if n is None:
continue
qu.enqueue(n.left)
qu.enqueue(n.right)
proc(n.data)