python二叉树类以及其4种遍历方法实例

前言

之前学习过binarytree第三方库，了解了它定义的各种基本用法。

昨天在问答频道中做题时碰到一个关于二叉树的算法填空题，感觉代码不错非常值得学习，于是整理代码分享如下：

实例代码：

from collections import deque  #层遍历中用到队列数据类型

class BTNode:   #二叉链中结点类
   def __init__(self,d = None):
       self.data = d       #结点值
       self.lchild = None  #左hai子指针
       self.rchild = None  #右hai子指针

class BTree: #二叉树类
   def __init__(self,d = None):
       self.b = None       #根结点指针

def DispBTree(self):    #返回二叉链的括号表示串
       return self._DispBTree1(self.b)

def _DispBTree1(self,t):    #被DispBTree方法调用
       if t==None:             #空树返回空串
           return ""
       else:
           bstr = t.data       #输出根结点值
           if t.lchild != None or t.rchild != None:
               bstr += "("     #有hai子结点时输出"("
               bstr += self._DispBTree1(t.lchild)    #递归输出左子树
           if t.rchild != None:
               bstr += ","     #有右hai子结点时输出","
               bstr += self._DispBTree1(t.rchild)    #递归输出右子树
               bstr += ")"     #输出")"
       return bstr

def FindNode(self,x):       #查找值为x的结点算法
       return self._FindNode1(self.b,x)

def _FindNode1(self,t,x):   #被FindNode方法调用
       if t==None:
           return None         #t为空时返回null
       elif t.data==x:
           return t            #t所指结点值为x时返回t
       else:
           p = self._FindNode1(t.lchild,x)    #在左子树中查找
       if p != None:
           return p            #在左子树中找到p结点，返回p
       else:
           return self._FindNode1(t.rchild,x)  #返回在右子树中查找结果

def Height(self):           #求二叉树高度的算法
       return self._Height1(self.b)

def _Height1(self,t):       #被Height方法调用
       if t==None:
           return 0            #空树的高度为0
       else:
           lh = self._Height1(t.lchild)    #求左子树高度lchildh
           rh = self._Height1(t.rchild)    #求右子树高度rchildh
       return max(lh,rh)+1

def PreOrder(bt):   #先序遍历的递归算法
   _PreOrder(bt.b)

def _PreOrder(t):   #被PreOrder方法调用
   if t != None:
       print(t.data,end = ' ')     #访问根结点
       _PreOrder(t.lchild)         #先序遍历左子树
       _PreOrder(t.rchild)         #先序遍历右子树

def InOrder(bt):    #中序遍历的递归算法
   _InOrder(bt.b)

def _InOrder(t):    #被InOrder方法调用
   if t != None:
       _InOrder(t.lchild)          #中序遍历左子树
       print(t.data,end = ' ')     #访问根结点
       _InOrder(t.rchild)          #中序遍历右子树

def PostOrder(bt):  #后序遍历的递归算法
   _PostOrder(bt.b)

def _PostOrder(t):  #被PostOrder方法调用
   if t != None:
       _PostOrder(t.lchild)        #后序遍历左子树
       _PostOrder(t.rchild)        #后序遍历右子树
       print(t.data,end = ' ')     #访问根结点

def LevelOrder(bt): #层序遍历的算法
   qu = deque()            #将双端队列作为普通队列qu
   qu.append(bt.b)         #根结点进队
   while len(qu)>0:        #队不空循环
       p = qu.popleft()            #出队一个结点
       print(p.data,end = ' ')     #访问p结点
       if p.lchild != None:        #有左hai子时将其进队
           qu.append(p.lchild)
       if p.rchild != None:        #有右hai子时将其进队
           qu.append(p.rchild)

def CreateBTree2(posts,ins):        #由后序序列posts和中序序列ins构造二叉链
   bt = BTree()
   bt.b = _CreateBTree2(posts,0,ins,0,len(posts))
   return bt

def _CreateBTree2(posts,i,ins,j,n):
   if n <= 0:
       return None
   d = posts[i+n-1]        #取后序序列尾元素d
   t = BTNode(d)           #创建根结点(结点值为d)
   p = ins.index(d)        #在ins中找到根结点的索引
   k = p-j                 #确定左子树中结点个数k
   t.lchild = _CreateBTree2(posts,i,ins,j,k)           #递归构造左子树
   t.rchild = _CreateBTree2(posts,i+k,ins,p+1,n-k-1)   #递归构造右子树
   return t

if __name__ == '__main__':

inlst = ['D','G','B','A','E','C','F']
   posts = ['G','D','B','E','F','C','A']

print(f"中序列表 ：{inlst}")
   print(f"后序列表 ：{posts}")

#构造二叉树bt    
   bt = BTree()
   bt = CreateBTree2(posts,inlst)
   print(f"\n构造二叉树：{bt.DispBTree()}")

x = 'F'
   if bt.FindNode(x):
       print(f"bt中存在 ：'{x}'")
   else:
       print(f"bt中不存在 ：'{x}'")

print(f"bt的高度 ：{bt.Height():^3}")

print("\n先序遍历 ：",end='')
   PreOrder(bt)
   print("\n中序遍历列 ：",end='')
   InOrder(bt)
   print("\n后序遍历 ：",end='')
   PostOrder(bt)
   print("\n层序遍历 ：",end='')
   LevelOrder(bt)

中序列表：['D', 'G', 'B', 'A', 'E', 'C', 'F']
后序列表：['G', 'D', 'B', 'E', 'F', 'C', 'A']

构造二叉树：A(B(D(,G),C(E,F))
bt中存在 ：'F'
bt的高度 ： 4 

先序遍历 ：A B D G C E F 
中序遍历 ：D G B A E C F 
后序遍历 ：G D B E F C A 
层序遍历 ：A B C D E F G 

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来源：https://blog.csdn.net/boysoft2002/article/details/124815477