Python數據結構之二叉樹查、刪、修

Python數據結構之二叉樹增、查、刪、修

增加

​ 　　一層一層添加數據（層序遍歷原則），使用隊列對結點進行存儲，從左向右增加結點，最終可形成完全二叉樹。

def add(self, val):
    """添加樹節點實現完全二叉樹"""
    node = Node(val)

    if self.root is None:
        self.root = node
        return

    #  使用隊列來實現節點存儲
    queue = [self.root]
    while queue:
        tmp_node = queue.pop(0)  # 先進先出
        #  左子樹
        if tmp_node.left_child is None:
            tmp_node.left_child = node
            return
        else:
            queue.append(tmp_node.left_child)
       	#  右子樹
        if tmp_node.right_child is None:
            tmp_node.right_child = node
            return
        else:
            queue.append(tmp_node.right_child)

查找

查找當前結點

• 層序查找

  def bro_search(self, val):
      """查找指定數據的父親結點"""
      
      if self.root.val == val:  # 根節點無父親節點
          return self.root
  
      # 層序遍歷，尋找節點
      queue = [self.root]
  
      while queue:
          tmp_node = queue.pop(0)
          
          if tmp_node.left_child and tmp_node.left_child.val == val:
              return tmp_node.left_child
          
          if tmp_node.right_child and tmp_node.right_child.val == val:
              return tmp_node.right_child
  
          #  往下一層進行尋找
          if tmp_node.left_child:
              queue.append(tmp_node.left_child)
          if tmp_node.right_child:
              queue.append(tmp_node.right_child)
  
      return None
  

• 前序查找

  def pre_search(self, node, val):
      """先序遍歷"""
  
      if node is None:
          return
      
      if node.val == val:
          return node
      left_part = self.pre_search(node.left_child, val)
      # 直接查找到結點，不在繼續遞歸直接退出
      if left_part:
          return left_part
      right_part = self.pre_search(node.right_child, val)
      if right_part:
          return right_part
  
      return None
  

• 中序查找

  def in_search(self, node, val):
      """中序查找"""
      if node is None:
          return
  
      left_part = self.in_search(node.left_child, val)
      if left_part:
          return left_part
      print("中序！！！")
      if node.val == val:
          return node
      right_part = self.in_search(node.right_child, val)
      if right_part:
          return right_part
  
      return None
  

• 後序查找

  def post_search(self, node, val):
      """後序查找"""
      if node is None:
          return
  
      left_part = self.post_search(node.left_child, val)
      if left_part:
          return left_part
      right_part = self.post_search(node.right_child, val)
      if right_part:
          return right_part
      print("後序！！！")
      if node.val == val:
          return node
  
      return None
  

查找結點的父結點

目標：層序遍歷搜索所查找的結點，並把其父結點作爲返回值返回。

def get_parent(self, val):
    """查找指定數據的父親結點"""

    if self.root.val == val:  # 根節點無父親節點
        return None

    # 層序遍歷，尋找節點(隊列)
    queue = [self.root]

    while queue:
        tmp_node = queue.pop(0)
        if tmp_node.left_child and tmp_node.left_child.val == val:
            return tmp_node
        if tmp_node.right_child and tmp_node.right_child.val == val:
            return tmp_node

        #  往下一層進行尋找
        if tmp_node.left_child:
            queue.append(tmp_node.left_child)
        if tmp_node.right_child:
            queue.append(tmp_node.right_child)

刪除

刪除結點及其子結點

目標：搜索到所刪除的結點，並且把孩子結點也刪除。

def del_node(self, node, val):
    """刪除節點的同時需要將左右子樹都刪除"""
    if node is None:
        return
    if node.val == val and node == self.root:
        self.root = None
        self.flag = True
        return

    #  結點中找的數值,左右結點置空
    if node.val == val:
        node.left_child = None
        node.right_child = None
        return node.val

    # 遍歷
    left_part = self.del_node(node.left_child, val)
    if left_part:  # 左樹查找有返回值
        node.left_child = None  # 查找結點置空
        self.flag = True

    right_part = self.del_node(node.right_child, val)
    if right_part:  # 右樹查找有返回值
        node.left_child = None
        self.flag = True
        return None

輸出結果（刪除中間結點1）：

刪除前樹結構： 0 1 3 7 8 4 9 2 5 6 
刪除後樹結構： 0 2 5 6

輸出結果（刪除葉子結點9）：

刪除前樹結構： 0 1 3 7 8 4 9 2 5 6 
刪除後樹結構： 0 1 3 7 8 4 2 5 6 

輸出結果（刪除根結點0）：

刪除前樹結構： 0 1 3 7 8 4 9 2 5 6 
刪除後樹結構：

輸出結果（刪除根未知結點）：

刪除前樹結構： 0 1 3 7 8 4 9 2 5 6 
樹中無指定結點！！！

刪除當前結點

目標：只刪除結點，不刪除其孩子結點

    def delete(self, val):
        """刪除指定結點"""

        if self.root is None:
            return False

        # 得到刪除結點的父親結點
        parent = self.get_parent(val)

        if parent:
            # 得到刪除結點
            del_node = parent.left_child if parent.left_child.val == val else parent.right_child

            if del_node.left_child is None:
                if parent.left_child.val == val:
                    parent.left_child = del_node.right_child
                else:
                    parent.right_child = del_node.right_child
                del del_node
                return True
            elif del_node.right_child is None:
                if parent.left_child.val == val:
                    parent.left_child = del_node.left_child
                else:
                    parent.right_child = del_node.left_child

                del del_node
                return True
            else:  # 左右樹都不爲空
                tmp_pre = del_node
                tmp_next = del_node.right_child
                if tmp_next.left_child is None:
                    tmp_pre.right_child = tmp_next.right_child
                    tmp_next.left_child = del_node.left_child
                    tmp_next.right_child = del_node.right_child
                else:
                    while tmp_next.left_child:  # 尋找左子樹
                        tmp_pre = tmp_next
                        tmp_next = tmp_next.left_child

                    tmp_pre.left_child = tmp_next.right_child
                    tmp_next.left_child = del_node.left_child
                    tmp_next.right_child = del_node.right_child
                if parent.left_child.val == val:
                    parent.left_child = tmp_next
                else:
                    parent.right_child = tmp_next
                del del_node
                return True
        else:
            return False

參考

Python 實現二叉樹的創建、二叉樹的添加、二叉樹的刪除、二叉樹的修改、二叉樹的查找、二叉樹的的遍歷 最詳細的二叉樹 增 刪 改 查