Python如何實(shí)現(xiàn)二叉樹的層序建立

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Python如何實(shí)現(xiàn)二叉樹的層序建立，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

樹節(jié)點(diǎn)定義

代碼來(lái)

class BSTreeNode(object):
 def __init__(self, data):
  self.val = data
  self.leftChild = None
  self.rightChild = None

這一段代碼太好理解了好吧，就不BB了。

二叉樹層序建立

不多說(shuō)，先上代碼

# 建立二叉樹是以層序遍歷方式輸入，節(jié)點(diǎn)不存在時(shí)以 'None' 表示
def creatTree(nodeList):
 if nodeList[0] == None:
  return None
 head = BSTreeNode(nodeList[0])
 Nodes = [head]
 j = 1
 for node in Nodes:
  if node != None:
   node.leftChild = (BSTreeNode(nodeList[j]) if nodeList[j] != None else None)
   Nodes.append(node.leftChild)
   j += 1
   if j == len(nodeList):
    return head
   node.rightChild = (BSTreeNode(nodeList[j])if nodeList[j] != None else None)
   j += 1
   Nodes.append(node.rightChild)
   if j == len(nodeList):
    return head

creatTree即為層序建立二叉樹的函數(shù)，傳入的參數(shù)為一個(gè)層序遍歷的數(shù)組，就是將樹節(jié)點(diǎn)從左往右，從上往下一次放入數(shù)組中，如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)不存在則用None來(lái)表示。

比如：

圖所示的二叉樹則需輸入a = [1,2,3,4,5,None,6,None,None,7,8]，接下來(lái)將會(huì)以這個(gè)二叉樹為例講解代碼。

• 第3-4行，判斷根節(jié)點(diǎn)是否為空。 如果根節(jié)點(diǎn)都為空，那樹（shuo）就（ge）不（j）存（8）在了，直接返回就好了。

• 第5行，將元素列表中的第一個(gè)元素取出新建根節(jié)點(diǎn)，最后返回的即為根節(jié)點(diǎn)

• 第6行，創(chuàng)建了一個(gè)Nodes列表中，用于存放樹中的節(jié)點(diǎn)，每生成一個(gè)節(jié)點(diǎn)就將其放入該列表中，可以看成是一個(gè)隊(duì)列（這么說(shuō)好像也不是特別規(guī)范，因?yàn)楹竺嬷皇侨×斜碇械脑?，沒(méi)有彈出首元素），此處將根節(jié)點(diǎn)存入。

• 第7行，創(chuàng)建變量j用于nodeList中元素的索引，初始為1.因?yàn)榈?個(gè)元素已經(jīng)創(chuàng)建根節(jié)點(diǎn)了。

• 第8行，依次取出Nodes列表中的節(jié)點(diǎn)，對(duì)其創(chuàng)建左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)

• 第9行，首先判斷取出的Nodes是否為空，如果為空，說(shuō)明此處沒(méi)有節(jié)點(diǎn)，就無(wú)需創(chuàng)建子節(jié)點(diǎn)，否則進(jìn)行子節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建

• 第10行，為該節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建左節(jié)點(diǎn)，其值就是索引j的所對(duì)應(yīng)的值，如果nodeLists[j] == None 說(shuō)明沒(méi)有該子節(jié)點(diǎn)，就不用創(chuàng)建了，即Child = None

• 第11行，將新建的節(jié)點(diǎn)加入Nodes數(shù)組，使其在for循環(huán)中可以繼續(xù)為其添加子節(jié)點(diǎn)

• 第12行，j加1，這樣剛好使每一個(gè)nodeList的元素對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)了

• 第13行，判斷j的值，如果與nodeList值相等說(shuō)明全部節(jié)點(diǎn)已經(jīng)添加完畢了，直接返回head根節(jié)點(diǎn)就完成了樹的建立

• 第15-19行，為節(jié)點(diǎn)添加右節(jié)點(diǎn)，與添加左節(jié)點(diǎn)的邏輯是一樣的，就不在贅述了

好了代碼注釋完畢，我們?cè)偻ㄟ^(guò)結(jié)合實(shí)例來(lái)解釋一下：

• nodeList = [1,2,3,4,5,None,6,None,None,7,8],下面節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一用n(值)來(lái)表示

• 建立根節(jié)點(diǎn) head = n(1), j=1, len(nodeList) = 11

• 開(kāi)始for循環(huán)：Nodes = [n(1)]

• nodeList[j]=nodeList[9]=7 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(7),n(5)的左節(jié)點(diǎn)即為n(7),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None,n(6),None，None，n(9)] j+1=10, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[10]=8 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(8),n(5)的右節(jié)點(diǎn)即為n(8),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None,n(6),None，None，n(9)，n(10)] j+1=11, j溢出

• nodeList[j]=nodeList[7]=None 為空，所以n(4)的左節(jié)點(diǎn)直接等于None,同時(shí)將None也放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None,n(6),None], j+1=8, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[8]=None 為空，所以n(4)的右節(jié)點(diǎn)直接等于None,同時(shí)將None也放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None,n(6),None，None], j+1=9, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[5]=None 為空，所以n(3)的左節(jié)點(diǎn)直接等于None, 同時(shí)將None也放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None] j+1=6, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[6]=6 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(6),n(3)的右節(jié)點(diǎn)即為n(6),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5),None,n(6)], j+1=7, j未溢出　

• nodeList[j]=nodeList[3]=4 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(4),n(2)的左節(jié)點(diǎn)即為n(4),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2),n(3),n(4)], j+1=4, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[4]=5 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(5),n(2)的右節(jié)點(diǎn)即為n(5),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)，n(3),n(4),n(5)], j+1=5, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[1]=2 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(2),n(1)的左節(jié)點(diǎn)即為n(2),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2)] j+1=2, j未溢出

• nodeList[j]=nodeList[2]=3 非空，所以新建節(jié)點(diǎn)n(3),n(1)的右節(jié)點(diǎn)即為n(3),新建節(jié)點(diǎn)放入Nodes, 則Nodes=[n(1),n(2),n(3)], 然后j+1=3, j未溢出

• node為n(1)，非空

• node為n(2)，非空

• node為n(3)，非空

• node為n(4),非空

• node為n(5), 非空

• j溢出，則返回head根節(jié)點(diǎn)，結(jié)束二叉樹的建立

PS：如果node為空節(jié)點(diǎn)的話，就會(huì)直接跳過(guò)空節(jié)點(diǎn)。

二叉樹遍歷（神用的遞歸）

1. 前序遍歷

#head為二叉樹的根節(jié)點(diǎn)
def PreorderTraverse(head):
 if head:
  print(head.val)
  PreorderTraverse(head.leftChild)
  PreorderTraverse(head.rightChild)

2. 中序遍歷

#head為二叉樹的根節(jié)點(diǎn)
def InorderTrverse(head):
 if head:
  InorderTrverse(head.leftChild)
  print(head.val)
  InorderTrverse(head.rightChild)

3. 后續(xù)遍歷

#head為二叉樹的根節(jié)點(diǎn)
def PostorderTraverse(head):
 if head:
  PostorderTraverse(head.leftChild)
  PostorderTraverse(head.rightChild)
  print(head.val)

對(duì)中序遍歷，費(fèi)了我九牛二虎之力畫了一個(gè)程序執(zhí)行的圖，紅色箭頭代表程序執(zhí)行的過(guò)程，依然以a = [1,2,3,4,5,None,6,None,None,7,8]為例

這個(gè)圖看上去不是很清楚，右鍵保存到本地看會(huì)清楚很多的，我把每一步遞歸的樹都畫出來(lái)了，這樣更加方便理解。

所以程序打印出來(lái)的順序?yàn)椋? 2 7 5 8 1 3 6

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