视频1 视频21 视频41 视频61 视频文章1 视频文章21 视频文章41 视频文章61 推荐1 推荐3 推荐5 推荐7 推荐9 推荐11 推荐13 推荐15 推荐17 推荐19 推荐21 推荐23 推荐25 推荐27 推荐29 推荐31 推荐33 推荐35 推荐37 推荐39 推荐41 推荐43 推荐45 推荐47 推荐49 关键词1 关键词101 关键词201 关键词301 关键词401 关键词501 关键词601 关键词701 关键词801 关键词901 关键词1001 关键词1101 关键词1201 关键词1301 关键词1401 关键词1501 关键词1601 关键词1701 关键词1801 关键词1901 视频扩展1 视频扩展6 视频扩展11 视频扩展16 文章1 文章201 文章401 文章601 文章801 文章1001 资讯1 资讯501 资讯1001 资讯1501 标签1 标签501 标签1001 关键词1 关键词501 关键词1001 关键词1501 专题2001
Python实现二叉树的算法实例
2020-11-27 14:20:28 责编:小采
文档


本篇文章给大家带来的内容是关于Python实现二叉树的算法实例,有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

节点定义

class Node(object):
 def __init__(self, left_child, right_child, value):
 self._left_child = left_child
 self._right_child = right_child
 self._value = value

 @property
 def left_child(self):
 return self._left_child

 @property
 def right_child(self):
 return self._right_child

 @left_child.setter
 def left_child(self, value):
 self._left_child = value

 @right_child.setter
 def right_child(self, value):
 self._right_child = value

 @property
 def value(self):
 return self._value

 @value.setter
 def value(self, value):
 self._value = value

二叉树定义

class Tree(object):
 def __init__(self, value):
 self._root = Node(None, None, value=value)

 @property
 def root(self):
 return self._root

先序遍历

递归方式

'''
先序遍历,递归方式
'''
def preoder(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None
 preorder_res = []
 if root:
 preorder_res.append(root.value)
 preorder_res += preoder(root.left_child)
 preorder_res += preoder(root.right_child)

 return preorder_res

非递归方式

'''
先序遍历,非递归方式
'''
def pre_order_not_recursion(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None

 stack = [root]
 result = []
 while stack:
 node = stack.pop(-1)
 if node:
 result.append(node.value)
 stack.append(node.right_child)
 stack.append(node.left_child)
 return result

中序遍历

递归方式

'''
中序遍历,递归方式
'''
def middle_order(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None
 middle_res = []
 if root:
 middle_res += middle_order(root.left_child)
 middle_res.append(root.value)
 middle_res += middle_order(root.right_child)
 return middle_res

非递归方式

'''
中序遍历,非递归方式
'''
def middle_order_bot_recursion(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None

 result = []
 stack = [root.right_child, root.value, root.left_child]
 while stack:
 temp = stack.pop(-1)
 if temp:
 if isinstance(temp, Node):
 stack.append(temp.right_child)
 stack.append(temp.value)
 stack.append(temp.left_child)
 else:
 result.append(temp)
 return result

后序遍历

递归方式

'''
后序遍历,递归方式
'''
def post_order(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None
 post_res = []
 if root:
 post_res += post_order(root.left_child)
 post_res += post_order(root.right_child)
 post_res.append(root.value)
 return post_res

非递归方式

'''
后序遍历,非递归方式
'''
def post_order_not_recursion(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None

 stack = [root.value, root.right_child, root.left_child]
 result = []

 while stack:
 temp_node = stack.pop(-1)
 if temp_node:
 if isinstance(temp_node, Node):
 stack.append(temp_node.value)
 stack.append(temp_node.right_child)
 stack.append(temp_node.left_child)
 else:
 result.append(temp_node)

 return result

分层遍历

'''
分层遍历,使用队列实现
'''
def layer_order(root):
 if not isinstance(root, Node):
 return None

 queue = [root.value, root.left_child, root.right_child]
 result = []
 while queue:
 temp = queue.pop(0)
 if temp:
 if isinstance(temp, Node):
 queue.append(temp.value)
 queue.append(temp.left_child)
 queue.append(temp.right_child)
 else:
 result.append(temp)

 return result

计算二叉树结点个数

'''
计算二叉树结点个数,递归方式
NodeCount(root) = NodeCount(root.left_child) + NodeCount(root.right_child)
'''
def node_count(root):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 if root:
 return node_count(root.left_child) + node_count(root.right_child) + 1
 else:
 return 0


'''
计算二叉树结点个数,非递归方式
借用分层遍历计算
'''
def node_count_not_recursion(root):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 return len(layer_order(root))

计算二叉树深度

'''
计算二叉树深度,递归方式
tree_deep(root) = 1 + max(tree_deep(root.left_child), tree_deep(root.right_child))
'''
def tree_deep(root):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 if root:
 return 1 + max(tree_deep(root.left_child), tree_deep(root.right_child))
 else:
 return 0

'''
计算二叉树深度,非递归方法
同理参考分层遍历的思想
'''
def tree_deep_not_recursion(root):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None
 result = 0
 queue = [(root, 1)]
 while queue:
 temp_node, temp_layer = queue.pop(0)
 if temp_node:
 queue.append((temp_node.left_child, temp_layer+1))
 queue.append((temp_node.right_child, temp_layer+1))
 result = temp_layer + 1

 return result-1

计算二叉树第k层节点个数

'''
计算二叉树第k层节点个数,递归方式
kth_node_count(root, k) = kth_node_count(root.left_count, k-1) + kth_node_count(root.right_count, k-1)
'''
def kth_node_count(root, k):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 if not root or k <= 0:
 return 0
 if k == 1:
 return 1
 return kth_node_count(root.left_child, k-1) + kth_node_count(root.right_child, k-1)

'''
计算二叉树第K层节点个数,非递归方式
'''
def kth_node_count_not_recursion(root, k):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 if not root or k <= 0:
 return 0

 if k == 1:
 return 1

 queue = [(root, 1)]
 result = 0
 while queue:
 temp_node, temp_layer = queue.pop(0)
 if temp_node:
 if temp_layer == k:
 result += 1
 elif temp_layer > k:
 return result
 else:
 queue.append((temp_node.left_child, temp_layer+1))
 queue.append((temp_node.right_child, temp_layer+1))
 return result

计算二叉树叶子节点个数

'''
计算二叉树叶子节点个数,递归方式
关键点是叶子节点的判断标准,左右孩子皆为None
'''
def leaf_count(root):
 if root and not isinstance(root, Node):
 return None

 if not root:
 return 0
 if not root.left_child and not root.right_child:
 return 1

 return leaf_count(root.left_child) + leaf_count(root.right_child)

判断两个二叉树是不是相同

'''
判断两个二叉树是不是相同,递归方式
isSame(root1, root2) = (root1.value == root2.value)
 and isSame(root1.left, root2.left) 
 and isSame(root1.right, root2.right)
'''
def is_same_tree(root1, root2):
 if not root1 and not root2:
 return True

 if root1 and root2:
 return (root1.value == root2.value) and 
 is_same_tree(root1.left_child, root2.left_child) and 
 is_same_tree(root1.right_child, root2.right_child)
 else:
 return False

判断是否为二分查找树BST

'''
判断是否为二分查找树BST,递归方式
二分查找树的定义搞清楚,二分查找树的中序遍历
结果为递增序列 ''' def is_bst_tree(root): if root and not isinstance(root, Node): return None def is_asc(order): for i in range(len(order)-1): if order[i] > order[i+1]: return False return True return is_asc(middle_order_bot_recursion(root))

测试方法

if __name__ == "__main__":
 tree = Tree(1)
 tree1 = Tree(1)
 node6 = Node(None, None, 7)
 node5 = Node(None, None, 6)
 node4 = Node(None, None, 5)
 node3 = Node(None, None, 4)
 node2 = Node(node5, node6, 3)
 node1 = Node(node3, node4, 2)
 tree.root.left_child = node1
 tree.root.right_child = node2
 tree1.root.left_child = node2
 tree1.root.right_child = node2
 print(is_bst_tree(tree.root))

下载本文
显示全文
专题