二叉树 / Binary Tree


二叉树是树结构的一种,但二叉树的每一个节点都最多只能有两个子节点。

Binary Tree:
00
|_____
| |
00 00
|__ |__
| | | |
00 00 00 00

对于二叉树的遍历,主要有以下三种基本遍历方式:

  1. 先序遍历:先显示节点值,再显示左子树和右子树
  2. 中序遍历:先显示左子树,再显示节点值和右子树
  3. 后序遍历:先显示左子树和右子树,再显示节点值

下面将用代码构建一个二叉树,并实现三种遍历方式,

完整代码

 class TreeNode:
def __init__(self, val=None, lef=None, rgt=None):
self.value = val
self.left = lef
self.right = rgt def __str__(self):
return str(self.value) class BinaryTree:
"""
Binary Tree:
00
|_____
| |
00 00
|__ |__
| | | |
00 00 00 00
"""
def __init__(self, root=None):
self._root = root def __str__(self):
return '\n'.join(map(lambda x: x[1]*4*' '+str(x[0]), self.pre_traversal())) def pre_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
x.append((node, depth))
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
depth -= 1
return x
return _traversal(root) def in_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
x.append((node, depth))
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
depth -= 1
return x
return _traversal(root) def post_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
x.append((node, depth))
depth -= 1
return x
return _traversal(root) @property
def max_depth(self):
return sorted(self.pre_traversal(), key=lambda x: x[1])[-1][1] def show(self, tl=None):
if not tl:
tl = self.pre_traversal()
print('\n'.join(map(lambda x: x[1]*4*' '+str(x[0]), tl))) def make_empty(self):
self.__init__() def insert(self, item):
if self._root is None:
self._root = TreeNode(item)
return def _insert(item, node):
if not node:
return TreeNode(item)
if node.left is None:
node.left = _insert(item, node.left)
elif node.right is None:
node.right = _insert(item, node.right)
else:
if len(self.pre_traversal(node.left)) <= len(self.pre_traversal(node.right)):
node.left = _insert(item, node.left)
else:
node.right = _insert(item, node.right)
return node
self._root = _insert(item, self._root) if __name__ == '__main__':
bt = BinaryTree()
print('\nBinary Tree:')
'''
0
|_____
| |
1 2
|__ |__
| | | |
3 5 4 6
'''
for i in range(7):
bt.insert(i)
bt.show()
print('\n------Pre-traversal-------')
print(bt) print('\n------Post-traversal------')
bt.show(bt.post_traversal())
print('\n-------In-traversal-------')
bt.show(bt.in_traversal()) bt.make_empty()
print('\n-------Empty-tree-------')
print(bt)

分段解释

首先定义树节点,包含3个属性(指针引用),分别为:当前值,左子树节点,右子树节点

 class TreeNode:
def __init__(self, val=None, lef=None, rgt=None):
self.value = val
self.left = lef
self.right = rgt def __str__(self):
return str(self.value)

构建一个二叉树类,构造函数中包含一个根节点属性,

 class BinaryTree:
"""
Binary Tree:
00
|_____
| |
00 00
|__ |__
| | | |
00 00 00 00
"""
def __init__(self, root=None):
self._root = root

重定义__str__方法,在打印树时,依据树的深度添加tab显示,类似于文件目录(文件分级目录原本便是由树实现的)的显示方式

     def __str__(self):
return '\n'.join(map(lambda x: x[1]*4*' '+str(x[0]), self.pre_traversal()))

定义先序遍历方法,通过递归的方式进行实现,优先显示当前节点

     def pre_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
x.append((node, depth))
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
depth -= 1
return x
return _traversal(root)

定义中序遍历方法,与先序遍历基本相同,只是处理当前节点的顺序在左子树之后,右子树之前,

     def in_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
x.append((node, depth))
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
depth -= 1
return x
return _traversal(root)

定义后序遍历方法,处理当前节点的顺序在左子树和右子树之后,

     def post_traversal(self, root=None):
if not root:
root = self._root
x = []
depth = -1 def _traversal(node):
nonlocal depth
depth += 1
if node and node.left is not None:
_traversal(node.left)
if node and node.right is not None:
_traversal(node.right)
x.append((node, depth))
depth -= 1
return x
return _traversal(root)

再定义一些树的基本方法,显示树的时候,优先采用先序遍历显示,

     @property
def max_depth(self):
return sorted(self.pre_traversal(), key=lambda x: x[1])[-1][1] def show(self, tl=None):
if not tl:
tl = self.pre_traversal()
print('\n'.join(map(lambda x: x[1]*4*' '+str(x[0]), tl))) def make_empty(self):
self.__init__()

最后定义二叉树的插入方法,插入方式尽量保证二叉树的平衡,插入顺序为当前节点->左->右,当左右节点都不为空时,则递归插入左子树和右子树中,深度较小的那一棵树。

     def insert(self, item):
if self._root is None:
self._root = TreeNode(item)
return def _insert(item, node):
if not node:
return TreeNode(item)
if node.left is None:
node.left = _insert(item, node.left)
elif node.right is None:
node.right = _insert(item, node.right)
else:
if len(self.pre_traversal(node.left)) <= len(self.pre_traversal(node.right)):
node.left = _insert(item, node.left)
else:
node.right = _insert(item, node.right)
return node
self._root = _insert(item, self._root)

定义完二叉树类后,对二叉树进行构建,插入元素并利用三种遍历方式显示二叉树。

 if __name__ == '__main__':
bt = BinaryTree()
print('\nBinary Tree:')
'''
0
|_____
| |
1 2
|__ |__
| | | |
3 5 4 6
'''
for i in range(7):
bt.insert(i)
bt.show()
print('\n------Pre-traversal-------')
print(bt) print('\n------Post-traversal------')
bt.show(bt.post_traversal())
print('\n-------In-traversal-------')
bt.show(bt.in_traversal()) bt.make_empty()
print('\n-------Empty-tree-------')
print(bt)

三种遍历方式显示结果如下

Binary Tree:
0
1
3
5
2
4
6 ------Pre-traversal-------
0
1
3
5
2
4
6 ------Post-traversal------
3
5
1
4
6
2
0 -------In-traversal-------
3
1
5
0
4
2
6 -------Empty-tree-------
None

Python与数据结构[3] -> 树/Tree[0] -> 二叉树及遍历二叉树的 Python 实现的更多相关文章

  1. Python与数据结构[3] -> 树/Tree[2] -> AVL 平衡树和树旋转的 Python 实现

    AVL 平衡树和树旋转 目录 AVL平衡二叉树 树旋转 代码实现 1 AVL平衡二叉树 AVL(Adelson-Velskii & Landis)树是一种带有平衡条件的二叉树,一棵AVL树其实 ...

  2. Python与数据结构[3] -> 树/Tree[1] -> 表达式树和查找树的 Python 实现

    表达式树和查找树的 Python 实现 目录 二叉表达式树 二叉查找树 1 二叉表达式树 表达式树是二叉树的一种应用,其树叶是常数或变量,而节点为操作符,构建表达式树的过程与后缀表达式的计算类似,只不 ...

  3. Python与数据结构[4] -> 散列表[0] -> 散列表与散列函数的 Python 实现

    散列表 / Hash Table 散列表与散列函数 散列表是一种将关键字映射到特定数组位置的一种数据结构,而将关键字映射到0至TableSize-1过程的函数,即为散列函数. Hash Table: ...

  4. 用Python实现数据结构之树

    树 树是由根结点和若干颗子树构成的.树是由一个集合以及在该集合上定义的一种关系构成的.集合中的元素称为树的结点,所定义的关系称为父子关系.父子关系在树的结点之间建立了一个层次结构.在这种层次结构中有一 ...

  5. 数据结构(二) 树Tree

    五.树 树的定义   树的逻辑表示:树形表示法.文氏图表示法.凹入表示法.括号表示法.         结点:表示树中的元素,包括数据项及若干指向其子树的分支. 结点的度:结点拥有的子树树:树的度:一 ...

  6. LeetCode 965. 单值二叉树 (遍历二叉树)

    题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/univalued-binary-tree/ 如果二叉树每个节点都具有相同的值,那么该二叉树就是单值二叉树. 只有给定的树是 ...

  7. 《程序员代码面试指南》第三章 二叉树问题 遍历二叉树的神级方法 morris

    题目 遍历二叉树的神级方法 morris java代码 package com.lizhouwei.chapter3; /** * @Description:遍历二叉树的神级方法 morris * @ ...

  8. 用python讲解数据结构之树的遍历

    树的结构 树(tree)是一种抽象数据类型或是实现这种抽象数据类型的数据结构,用来模拟具有树状结构性质的数据集合 它具有以下的特点: ①每个节点有零个或多个子节点: ②没有父节点的节点称为根节点: ③ ...

  9. Python与数据结构[1] -> 栈/Stack[0] -> 链表栈与数组栈的 Python 实现

    栈 / Stack 目录 链表栈 数组栈 栈是一种基本的线性数据结构(先入后出FILO),在 C 语言中有链表和数组两种实现方式,下面用 Python 对这两种栈进行实现. 1 链表栈 链表栈是以单链 ...

随机推荐

  1. wmic的用法

    原始文章链接:http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fb265c70100w4d0.html 一.wmic的基本命令格式简析 经常看网上的相关资料的话,读者可能会对wmic有 ...

  2. IE浏览器被固定启动时访问某网页的处理方法

    一.问题的提出 有些windows的GHOST系统在镜像成使用系统后或者正规安装的windows系统在安装金山毒霸.360杀毒软件后,IE浏览器一打开就自动打开某个指定的网站. 二.问题的分析 1.I ...

  3. BZOJ1202:狡猾的商人(带权并查集)

    1202: [HNOI2005]狡猾的商人 题目链接:https://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=1202 Description: 刁姹接到一个 ...

  4. bzoj 1201[HNOI2005]数三角形 1202 [HNOI2005]狡猾的商人 暴力 权值并查集

    [HNOI2005]数三角形 Time Limit: 10 Sec  Memory Limit: 162 MBSubmit: 349  Solved: 234[Submit][Status][Disc ...

  5. Java并发(5)- ReentrantLock与AQS

    引言 在synchronized未优化之前,我们在编码中使用最多的同步工具类应该是ReentrantLock类,ReentrantLock拥有优化后synchronized关键字的性能,又提供了更多的 ...

  6. Html 让文字显示在图片的上面

    如题: 第一种方式便是将 image 作为背景图片,即:background-image:url("......."); 在此可以控制背景图片的横向和纵向的平铺: backgrou ...

  7. 动态规划:DAG-嵌套矩形

    据说DAG是动态规划的基础,想一想还真的是这样的,动态规划的所有状态和转移都可以归约成DAG DAG有两个典型模型,一个是嵌套矩形问题一个是硬币问题,这里仅介绍一个嵌套矩形问题 等二轮复习的时候再补上 ...

  8. 【20160811】noip模拟-未完

    T1 T2 T3 小奇回地球 [问题描述] 简单来说,它要从标号为1的星球到标号为n的星球,某一些星球之间有航线.由于超时空隧道的存在,从一个星球到另一个星球时间可能会倒流,而且,从星球a到b耗费的时 ...

  9. 【BZOJ】1827: [Usaco2010 Mar]gather 奶牛大集会

    [算法]树型DP||树的重心(贪心) [题解] 两遍DFS,第一次得到所有节点子树的路径和,第二次给出除了该子树外其它部分的路径和,时时计算答案. long long!!! #include<c ...

  10. MINA 网络黏包处理代码

    本文完整代码,可以浏览: https://github.com/hjj2017/xgame-code_server/blob/master/game_server/src/com/game/gameS ...