树与二叉树

 

 

 

 

 

 

 

python实现树与二叉树的代码：
#创建二叉树的类
class BiTreeNode:
    def __init__(self,data):
        self.data=data
        self.lchild=None  #左孩子
        self.rchild=None  #右孩子

a=BiTreeNode("A")
b=BiTreeNode("B")
c=BiTreeNode("C")
d=BiTreeNode("D")
e=BiTreeNode("E")
f=BiTreeNode("F")
g=BiTreeNode("G")

e.lchild=a
e.rchild=g
a.rchild=c
c.lchild=b
c.rchild=d
g.rchild=f
root=e

print(root.lchild.rchild.data)

#二叉树的遍历方式
#前序遍历:根节点在前面
def pre_order(root):
    if root:
        print(root.data,end=",")  #先访问根节点
        pre_order(root.lchild)    #再访问左子树
        pre_order(root.rchild)    #再访问右边=子树
pre_order(root)
print()

#中序遍历：根节点在中间
def in_order(root):
    if root:
        in_order(root.lchild)
        print(root.data,end=",")
        in_order(root.rchild)
in_order(root)
print()

#后续遍历：根节点在最后面
def post_order(root):
    if root:
        post_order(root.lchild)
        post_order(root.rchild)
        print(root.data, end=",")
post_order(root)
print()

#层次遍历：使用队列来进行输出
from collections import deque
def level_order(root):
    quede=deque()
    quede.append(root)
    while len(quede)>0:
        node=quede.popleft()
        print(node.data,end=",")
        if node.lchild:
            quede.append(node.lchild)
        if node.rchild:
            quede.append(node.rchild)
level_order(root)
print()

#二叉搜索树的插入，删除和查询
#插入
#先定义节点的类别
class BiTreeNode1:
    def __init__(self,data):
        self.data=data
        self.lchild=None  #左孩子
        self.rchild=None  #右孩子
        self.parent=None  #父亲节点
class BST:
    def __init__(self,li=None):
        self.root=None
        if li:
            for var in li:
                self.insert_1(var)
    #递归插入
    def insert(self,node,val):
        if not node:
            node=BiTreeNode1(val)
        elif val<node.data:
            node.lchild=self.insert(node.lchild,val)
            node.lchild.parent=node
        elif val>node.data:
            node.rchild=self.insert(node.rchild,val)
            node.rchild.parent=node
        return node
    #非递归插入,循环插入
    def insert_1(self,val):
        p=self.root
        if not p:  #空树情况下
            self.root=BiTreeNode1(val)
            return
        while True:
            if val< p.data:
                if  p.lchild:
                    p=p.lchild
                else:  #左孩子不存在
                    p.lchild=BiTreeNode1(val)
                    p.lchild.parent=p
            elif val>p.data:
                if p.rchild:
                    p=p.rchild
                else:
                    p.rchild=BiTreeNode1(val)
                    p.rchild.parent=p
            else:
                return

    #查询(递归查询)
    def query(self,node,var):
        if not node:
            return None
        if node.data<var:
            return self.query(node.rchild,var)
        elif node.data>var:
            return self.query(node.lchild,var)
        else:
            return node
    #非递归查询
    def query1(self,var):
        p=self.root
        while p:
            if p.data<var:
               p=p.rchild
            elif p.data>var:
               p=p.lchild
            else:
                return p
        return None

    #前序遍历
    def pre_order(self,root):
        if root:
            print(root.data, end=",")  # 先访问根节点
            self.pre_order(root.lchild)  # 再访问左子树
            self.pre_order(root.rchild)  # 再访问右边=子树

    # 中序遍历：根节点在中间
    def in_order(self,root):
        if root:
            self.in_order(root.lchild)
            print(root.data, end=",")
            self.in_order(root.rchild)

    # 后续遍历：根节点在最后面
    def post_order(self,root):
        if root:
            self.post_order(root.lchild)
            self.post_order(root.rchild)
            print(root.data, end=",")

    #节点删除操作分情况讨论
    def _remove_node_1(self,node):
        #1node是叶子节点的
        if not node.parent:  #如果是根节点的话
            self.root=None
        if node==node.parent.lchild:  #node是它父亲的左孩子
            node.parent.lchild=None
        else:  #有孩子
            node.parent.rchild=None
    def _remove_noded_21(self,node):
        #情况2：node只有一个左孩子
        if not node.parent:      #根节点
            self.root=node.lchild
            node.lchild.parent=None
        #根据node节点是自己父亲的左节点还是有右节点分类
        elif node==node.parent.lchild:  #node是左孩子的话
            node.parent.lchild=node.lchild
            node.lchild.parent=node.parent
        else:
            node.parent.rchild=node.lchild
            node.lchild.parent=node.parent
    def _remove_node_22(self,node):
        #node只有一个右孩子的话
        if not node.parent:  #node是节点
            self.root=node.rchild
        elif node==node.parent.lchild:  #node是左孩子的话
            node.parent.lchild=node.rchild
            node.rchild.parent=node.parent
        else:
            node.parent.rchild=node.rchild
            node.rchild.parent=node.parent

    #删除操作总封装函数
    def delete(self,val):
        if self.root:
            node=self.query1(val)  #遍历查询，如果存在，返回node节点
            if not node:   #如果不存在节点
                return False
            if not node.lchild and node.rchild:  #判断如果没有孩子，情况1
                self._remove_node_1(node)
            elif not node.rchild:  #只有一个左孩子，情况2
                self._remove_noded_21(node)
            elif not node.lchild:  #只有一个右孩子
                self._remove_node_22(node)
            else:  #两个孩子
                min_node=node.rchild
                while min_node.lchild:
                    min_node=min_node.lchild
                node.data=min_node.data #将右子树的最左边的节点值赋值给node节点
                if min_node.rchild:
                    self._remove_node_22(min_node)
                else:
                    self._remove_node_1(min_node)

import random
li=list(range(20))
li1=[random.randint(0,100) for _ in range(20)]
random.shuffle(li)

tree=BST(li)
tree.pre_order(tree.root)
print()
tree.in_order(tree.root)  #中序遍历是排好序的
print()