python基础知识学习——二叉树的绘制
基于二叉堆的二叉树绘制方法
注：本文所述方法中的二叉树以链表的形式存储。
1 绘图前准备。
首先你的二叉树要以链表的形式存储，你的节点类中方法的命名要如下所示：
class BinaryTree:
def __init__(self,value):
self.value=value
self.left=None
self.right=None
self.indexInHeap=None
def getIndexHeap(self):
return self.indexInHeap
def setIndexHeap(self,value):
self.indexInHeap=value
def insertLeft(self,newNode):
if self.left==None:
self.left=BinaryTree(newNode)
else:
t=BinaryTree(newNode)
t.left=self.left
self.left=t
def insertRight(self,newNode):
if self.right==None:
self.right=BinaryTree(newNode)
else:
t=BinaryTree(newNode)
t.right=self.right
self.right=t
def getValue(self):
return self.value
def setValue(self,value):
self.value=value
def getRightChild(self):
return self.right
def getLeftChild(self):
return self.left
2、绘图的基本思想
首先通过二叉树的高度，得出最底层满二叉树的叶子节点树，随后将该树满二叉树的叶节点求出，然后层层向上递推，求出所有节点的坐标，然后存为二叉堆数组。同时将你的二叉树存为二叉堆数组，二者一一对应，通过mathplo的annotate进行绘制。
注：有人回复的时候我再介绍详细的思想;
所有涉及的函数以及简单示例如下：
import matplotlib.pyplot as plt
from treeClass import myOwnTree
def getNumberOfLeafs(tree):
leafNumber = 0##对应none节点
if tree:
if not tree.getRightChild() and not tree.getLeftChild():
leafNumber+=1
else:
leafNumber+=getNumberOfLeafs(tree.getLeftChild())
leafNumber += getNumberOfLeafs(tree.getRightChild())
return leafNumber
def getDeepOfTree(tree):
maxDeep=0#不符合情况的那个是0
if tree:
maxLeft=getDeepOfTree(tree.getLeftChild())
maxRight=getDeepOfTree(tree.getRightChild())
if maxLeft>maxRight:
maxDeep=maxLeft
return 1+maxLeft
else:
maxDeep=maxRight
return 1+maxRight
return maxDeep
def printTreePre(tree):
if tree:
print(tree.getValue())
printTreePre(tree.getLeftChild())
printTreePre(tree.getRightChild())
# tree(treeLen-4)
def getDuiIndex(tree):
if tree:
if tree.getLeftChild():
tree.getLeftChild().setIndexHeap(2*tree.getIndexHeap())
if tree.getRightChild():
tree.getRightChild().setIndexHeap(2 * tree.getIndexHeap()+1)
getDuiIndex(tree.getLeftChild())
getDuiIndex(tree.getRightChild())
def getDuiHelp(list,tree):
if tree:
list[tree.getIndexHeap()]=tree.getValue()
getDuiHelp(list,tree.getLeftChild())
getDuiHelp(list,tree.getRightChild())
return list
def getDuiList(tree):
getDuiIndex(tree)#给每个节点添加堆序号
h=getDeepOfTree(tree)
res=[None for i in range(2**h-1)]
res.insert(0,0)
return getDuiHelp(res,tree)
def drawBinaryTree(r,nodeType=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")):
# 接下来用我的方式画这个图
fig = plt.figure(1, facecolor="white")
fig.clf()
ax1 = plt.subplot(111, frameon=False)
h = getDeepOfTree(r)
if h==1:#如果只有一层
ax1.annotate(r.getValue(), va="center", ha="center", xy=(0.5,0.5), bbox=nodeType) ##画出这个点
return None
w = getNumberOfLeafs(r)
detH = 1 / (h - 1)
yAxis = []
startY = 0
while startY <= 1:
yAxis.append(startY)
startY += detH
allLeafs = 2 ** (h - 1)
detX = 1 / (allLeafs - 1)
leafPos = []
startX = 0
while startX <= 1:
leafPos.append(startX)
startX += detX
allXList = []
while len(leafPos) >= 1:
allXList.append(leafPos)
tempList = []
i = 0
while i < len(leafPos) - 1:
tempList.append((leafPos[i] + leafPos[i + 1]) / 2)
i += 2
leafPos = tempList
allXList = allXList[::-1]
finPos = []
for xList, y in zip(allXList, yAxis[::-1]):
for item in xList:
finPos.append([item, y])
finPos.insert(0, 0) # 为了使下标满足左右子树之间的关系，这里在开始的位置添加占位符
##接下来将二叉树存为二叉堆的形式
r.setIndexHeap(1)
duiListForR = getDuiList(r)
##开始画
for i in range(1, len(duiListForR)):
if duiListForR[i]:
##然后画出这个点指出去的箭头
if 2*i
ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i][0],finPos[2*i][1]),va="center", ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrowstyle="<-"))##画出这个点
if 2*i+1郑州哪个医院做人流好 http://www.hnmt120.com/
ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i+1][0],finPos[2*i+1][1]),va="center", ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrowstyle="<-"))##画出这个点
for i in range(1, len(duiListForR)):
if duiListForR[i]:
ax1.annotate(duiListForR[i],va="center", ha="center",xy= (finPos[i][0], finPos[i][1]),bbox=nodeType)##画出这个点
if __name__ == '__main__':
r = myOwnTree.BinaryTree("a")
r.insertLeft("b")
r.insertRight("c")
r.getRightChild().insertLeft("d")
r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")
r.getLeftChild().insertRight("f")
r.getLeftChild().insertLeft("h")
r.getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("i")
r.getLeftChild().getLeftChild().insertRight("k")
r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertRight("l")
r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("m")
# ##生成一个图片，图片上进行注释
# toothType=dict(boxstyle="sawtooth", fc="0.8")#波浪形
leafNod=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")#圆形
drawBinaryTree(r,leafNod)
绘制的效果如下图所示：
3、如果你觉得上面写的过于麻烦
如果你对绘制和二叉树的操作过程不求甚解，只求应用的话,我的代码已经上到了git上。
github上的代码
下载下来之后将里面的两个文件夹拷到你的项目里，然后就可以直接引用了：
#画图函数
import drawPicture.viewBinaryTree as binaryView
#导入二叉树的构建类
from treeClass.myOwnTree import BinaryTree
##随意构建树
r = BinaryTree("a")
r.insertLeft("b")
r.insertRight("c")
r.getRightChild().insertLeft("d")
r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")
r.getLeftChild().insertRight("f")
##画出来
leafNod=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")
binaryView.drawBinaryTree(r,leafNod)
