Python中树的相关操作!

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树的存储、表示与遍历

树的存储与表示

顺序存储:将数据结构存储在固定的数组中,然在遍历速度上有一定的优势,但因所占空间比较大,是非主流二叉树。二叉树通常以链式存储。

某个节点为空是用0表示。

节点的结构:

二叉树的建立

class Node(object):

    """二叉树节点的封装"""

    def __init__(self, element=None, lchild=None, rchild=None):

        self.element = element

        self.lchild = lchild

        self.rchild = rchild

class Tree(object):

    """二叉树的封装"""

    def __init__(self, root=None):

        self.root = root

    def __add__(self, element):

        # 插入节点的封装

        node = Node(element)

        # 1.判断是否为空,则对根结点进行赋值

        if not self.root:

            self.root = node

        # 2. 如果存在跟结点,将根结点放入队列

        else:

            queue = []

            # 将根结点放入队列中

            queue.append(self.root)

            # 对队列中的所有节点进行遍历

            # 这里的循环每次都是从根结点往下循环的

            while queue:

                # 3.弹出队列中的第一个元素(第一次弹出的为根节点,然后是根的左节点,根的右节点,依次类推)

                cur = queue.pop(0)

                if not cur.lchild:

                    cur.lchild = node

                    return

                elif not cur.rchild:

                    cur.rchild = node

                    return

                else:

                    # 左右子树都存在就将左右子树添加到队列中去

                    queue.append(cur.lchild)

                    queue.append(cur.rchild)

二叉树的遍历

遍历是指对树中所有结点的信息的访问,即依次对树中每个结点访问一次且仅访问一次,我们把这种对所有节点的访问称为遍历(traversal)

广度优先遍历(层次遍历)

遍历结果为1,2,3,4,5,6,7

  def breadth_travel(self):

        """利用队列实现树的层次遍历"""

        if self.root == None:

            return

        # 将二叉树的节点依次放入队列中,通过访问队列的形式实现树的遍历

        queue = []

        queue.append(self.root)

        while queue:

            node = queue.pop(0)

            print(node.element, end=',')

            if node.lchild != None:

                queue.append(node.lchild)

            if node.rchild != None:

                queue.append(node.rchild)

        print()

深度优先遍历

深度优先遍历有三种方式:

先序遍历(根->左->右):先访问根结点,再先序遍历左子树,最后再先序遍历右子树,

中序遍历(左->根->右):先中序遍历左子树,然后再访问根结点,最后再中序遍历右子树,

后序遍历(左->右->根):先后序遍历左子树,然后再后序遍历右子树,最后再访问根结点。

先序遍历: 1 2 4 5 3 6 7

中序遍历: 4 2 5 1 6 3 7

后序遍历: 4 5 2 6 7 3 1

递归实现先序遍历

# 深度优先遍历:先序遍历---根 左 右

    def preorder(self, root):

        """递归实现先序遍历"""

        if not root:

            return

        print(root.element, end=',')

        self.preorder(root.lchild)

        self.preorder(root.rchild)

递归实现中序遍历

# 深度优先遍历:中序遍历---左 根 右

    def inorder(self, root):

        """递归实现中序遍历"""

        if not root:

            return

        self.inorder(root.lchild)

        print(root.element, end=',')

        self.inorder(root.rchild)

递归实现后序遍历

    # 深度优先遍历:后序遍历---左 右 根

    def postorder(self, root):

        """递归实现后序遍历"""

        if not root:

            return

        self.postorder(root.lchild)

        self.postorder(root.rchild)

        print(root.element, end=',')

测试代码:

if __name__ == '__main__':

    binaryTree = Tree()

    for i in range(7):

        binaryTree.__add__(i+1)

    # 广度优先遍历

    print("广度优先:")

    binaryTree.breadth_travel()

    # 深度优先,先序遍历

    root = binaryTree.root

    binaryTree.preorder(root)

    print('深度优先--先序遍历')

    binaryTree.inorder(root)

    print('深度优先--中序遍历')

    binaryTree.postorder(root)

    print('深度优先--后序遍历')

广度优先:

1,2,3,4,5,6,7,

1,2,4,5,3,6,7,深度优先--先序遍历

4,2,5,1,6,3,7,深度优先--中序遍历

4,5,2,6,7,3,1,深度优先--后序遍历

和我们预期的结果完全相同。

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