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Python二叉树的定义及常用遍历算法分析

更新时间:2020-05-12 02:00:02 作者:startmvc
本文实例讲述了Python二叉树的定义及常用遍历算法。分享给大家供大家参考,具体如下:说

本文实例讲述了Python二叉树的定义及常用遍历算法。分享给大家供大家参考,具体如下:

说起二叉树的遍历,大学里讲的是递归算法,大多数人首先想到也是递归算法。但作为一个有理想有追求的程序员。也应该学学非递归算法实现二叉树遍历。二叉树的非递归算法需要用到辅助栈,算法着实巧妙,令人脑洞大开。

以下直入主题:

定义一颗二叉树,请看官自行想象其形状,


class BinNode( ):
 def __init__( self, val ):
 self.lchild = None
 self.rchild = None
 self.value = val
binNode1 = BinNode( 1 )
binNode2 = BinNode( 2 )
binNode3 = BinNode( 3 )
binNode4 = BinNode( 4 )
binNode5 = BinNode( 5 )
binNode6 = BinNode( 6 )
binNode1.lchild = binNode2
binNode1.rchild = binNode3
binNode2.lchild = binNode4
binNode2.rchild = binNode5
binNode3.lchild = binNode6

先序遍历:


'''
先序遍历二叉树
'''
def bin_tree_pre_order_traverse( root, visit_func ):
 s = Stack()
 s.push( root )
 while not s.is_empty():
 node = s.pop()
 visit_func( node )
 if node.rchild:
 s.push( node.rchild )
 if node.lchild:
 s.push( node.lchild )

中序遍历:


'''
中序遍历二叉树
'''
def bin_tree_in_order_traverse( root, visit_func ):
 s = Stack()
 node = root
 while node or not s.is_empty():
 if node:
 s.push( node )
 node = node.lchild
 else:
 node = s.pop()
 visit_func( node )
 node = node.rchild

后序遍历:

后序遍历中,要保证左孩子和右孩子都已被访问才能访问根结点,并且左孩子需在右孩子前访问,这就为流程的控制带来了难题。下面介绍两种思路。

思路一,双栈法,这种方式比较容易理解,缺点是需要两个栈。


'''
后序遍历二叉树
'''
def bin_tree_post_order_traverse( root, visit_func ):
 s1 = Stack()
 s2 = Stack()
 s1.push( root )
 while not s1.is_empty():
 node = s1.pop()
 s2.push( node )
 if node.lchild:
 s1.push( node.lchild )
 if node.rchild:
 s1.push( node.rchild )
 while not s2.is_empty():
 visit_func( s2.pop() )

思路二,要保证根结点在左孩子和右孩子访问之后才能访问,因此对于任一结点P,先将其入栈。如果P不存在左孩子和右孩子,则可以直接访问它;或者P存在左孩子或者右孩子,但是其左孩子和右孩子都已被访问过了,则同样可以直接访问该结点。若非上述两种情况,则将P的右孩子和左孩子依次入栈,这样就保证了每次取栈顶元素的时候,左孩子在右孩子前面被访问,左孩子和右孩子都在根结点前面被访问。


def bin_tree_post_order_traverse2( root, visit_func ):
 curr = root
 prev = None
 s = Stack()
 s.push( curr )
 while not s.is_empty():
 curr = s.peek()
 if ( not curr.lchild and not curr.rchild ) or ( prev and ( prev == curr.lchild or prev == curr.rchild ) ):
 visit_func( curr )
 s.pop()
       prev = curr
 else:
 if curr.rchild:
 s.push( curr.rchild )
 if curr.lchild:
 s.push( curr.lchild )

层序遍历:


def bin_tree_level_traverse( root, visit_func ):
 queue = Queue()
 queue.enqueue( root )
 while not queue.is_empty():
 node = queue.dequeue().value
 visit_func( node )
 if node.lchild:
 queue.enqueue( node.lchild )
 if node.rchild:
 queue.enqueue( node.rchild )

Python 二叉树 定义 遍历 算法