Python二叉樹的定義及常用遍歷算法分析
本文實例講述了Python二叉樹的定義及常用遍歷算法。分享給大家供大家參考,具體如下:
說起二叉樹的遍歷,大學里講的是遞歸算法,大多數(shù)人首先想到也是遞歸算法。但作為一個有理想有追求的程序員。也應該學學非遞歸算法實現(xiàn)二叉樹遍歷。二叉樹的非遞歸算法需要用到輔助棧,算法著實巧妙,令人腦洞大開。
以下直入主題:
定義一顆二叉樹,請看官自行想象其形狀,
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
先序遍歷:
'''
先序遍歷二叉樹
'''
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 )
中序遍歷:
'''
中序遍歷二叉樹
'''
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
后序遍歷:
后序遍歷中,要保證左孩子和右孩子都已被訪問才能訪問根結(jié)點,并且左孩子需在右孩子前訪問,這就為流程的控制帶來了難題。下面介紹兩種思路。
思路一,雙棧法,這種方式比較容易理解,缺點是需要兩個棧。
'''
后序遍歷二叉樹
'''
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,要保證根結(jié)點在左孩子和右孩子訪問之后才能訪問,因此對于任一結(jié)點P,先將其入棧。如果P不存在左孩子和右孩子,則可以直接訪問它;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訪問過了,則同樣可以直接訪問該結(jié)點。若非上述兩種情況,則將P的右孩子和左孩子依次入棧,這樣就保證了每次取棧頂元素的時候,左孩子在右孩子前面被訪問,左孩子和右孩子都在根結(jié)點前面被訪問。
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 )
層序遍歷:
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 )
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希望本文所述對大家Python程序設計有所幫助。
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