python 树结构库 python的树结构

数据结构–树的python实现

相对于链表、栈和队列，树的结构是最复杂的。本文在实现的时候会把树的各操作分开写，各个击破。

1.构造树

class TreeNode:         #首先定义树的节点
 	def __init__(self, x):
 		self.val = x
 		self.left = None
 		self.right = None

class Tree:
	def __init__(self):
		self.root = None
	
	def add(self, item):
		node = TreeNode(item)

		if self.root == None:   #tree为空的情况，直接赋值给root
			self.root = node
			return
		
		queue = [self.root]     #tree不为空的情况，根据root逐步去找插入位置
		while queue:            #过程类似于广度优先遍历
			cur_node = queue.pop(0)
			if cur_node.left == None:  #左孩子为空则直接赋值，否则存储左节点，下一层再弹出
				cur_node.left == node
				return 
			else:
				queue.append(cur_node.left)
			if cur_node.right == None:
				cur_node.right == node
				return
			else:
				queue.append(cur_node.right)

2.广度优先遍历

1. 第一种写法

def breadth_travel():
	if root == None: return None
	res = []
	stack = [root]
	while stack:
		node = stack.pop(0)
		res.append(node.val)
		if node.left != None:
			stack.append(node.left)
		if node.right != None:
			stack.append(node.right)
	return res  #res存储了广度优先遍历结果

2. 第二种写法

def breadth_travel():
	if root == None: return None
	res = []
	stack = [root]
	while stack:
		temp = []    #存储每一层的节点
		for node in stack:
			res.append(node.val)
			if node.left != None:
				temp.append(node.left)
			if node.right != None:
				temp.append(node.right)
		stack = temp
	return res

3.深度优先遍历

1. 递归实现

def binaryTreePaths():     #深度搜索，返回各条路径
	if root == None: return []
	res = []
	dfs(root, res, [root.val])  
	return res

def dfs(root, res, path):
	if root.left == None and root.right == None:
		res.append(path)
	if root.left != None:
		dfs(root.left, res, path+[root.left.val])
	if root.right != None:
		dfs(root.right, res, path+[root.right.val])

2. 非递归实现

def binaryTreePaths():     #深度搜索，返回各条路径
	if root == None: return []
	res = []
	stack= []              #需要辅助栈
	stack.append((root, [root.val]))
	while stack:
		node, path = stack.pop()
		if node.left == None and node.right == None:
			res.append(path) 
		if node.left != None:
			stack.append((node.left, path+[node.left.val]))
		if node.right != None:
			stack.append((node.right, path+[node.right.val]))
	return res

方法2与方法1得到的结果是相反的(逆序的)，因为方法2非递归实现用了pop，先入栈的后弹出。