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Python二叉樹的定義及常用遍歷算法分析

更新時間：2017年11月24日 12:02:13 作者：caochao

這篇文章主要介紹了Python二叉樹的定義及常用遍歷算法,結(jié)合實例形式分析了基于Python的二叉樹定義與先序、中序、后序、層序等遍歷方法,需要的朋友可以參考下

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(xué)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(yīng)該學(xué)學(xué)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(shè)計有所幫助。

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