• Python算法练习--把搜索树转成双向链表


    本文目前分享的题目都是来自于July的分享,然后把具体算法实现。搜索树转双向链表主要的实现逻辑是在中序遍历时,调整节点的左右子树;因为中序遍历是递归调用,所以在调整时一定要注意调整的位置,如果写错了,很有可能造成死循环。避免的主要办法是在读完左子树时调整左节点,遍历完右子树时调整右节点,具体代码见trans函数。算法的时间复杂度是o(logn)。

    输入树构建完成后是:

    image

    代码如下:

    # -*- coding: utf-8 -*-
    """
    题目:输入一棵二叉搜索树(记住是搜索树),将该二叉搜索树转换为一个排序的双向链表。要求:不能创建任何新的结点,只能调整树中结点指针的指向。
    1 2 3 4 5 6 7 输入顺序 4 3 1 2 5 6 7用这个顺序建立二叉查找树
    基本思路:用中序遍历的方式,每一个节点左侧连接的应该是左子数的最右边一个节点,而右边连接的应该是右子树最左边的节点
    """
    class TreeNode:
        """
        树的节点定义,后面的很多操作都是基于节点的
        """
    
        def __init__(self): 
            """
            定义一个树的节点,初始状态左右节点为空
            """
            self.leftNode = None
            self.rightNode = None
    
        def setData(self, data):
            """
            设置数字的方法
            args: data节点值
            """
            self.data = data
    
        def setLeftNode(self, leftNode):
            """
            设置左节点的方法
            args: leftNode 左节点
            """
            self.leftNode = leftNode
    
        def setRightNode(self, rightNode):
            """
            设置右节点的方法
            args: rightNode 右节点
            """
            self.rightNode = rightNode
    
        def getData(self):
            """
            获取节点数字
            return:返回节点数字
            """
            return self.data
    
        def getLeftNode(self):
            """
            获取左节点
            return:返回左节点
            """
            return self.leftNode
    
        def getRightNode(self):
            """
            获取右节点
            return:返回右节点
            """
            return self.rightNode
    
    class BuildTree:
        """
        以输入顺序构建二叉查找树,左边的比根节点小,右侧的比根节点大
        """
    
    
        def build(self, dataList):
            """
            开始构建树
            args:dataList 树的节点值
            """
            #遍历输入数组
            for i in range(len(dataList)):       
                 currData = dataList[i]
                 #初始化一个节点
                 newTreeNode = TreeNode()
                 newTreeNode.setData(currData);
                 #如果是一个输入,则作为树的根节点
                 if i==0:
                     self.tree = newTreeNode
                #否则进行大小的比较,构建二叉查找树   
                 else:
                     flagNode = self.tree
                     while flagNode is not None:
                         if currData <= flagNode.getData():
                             #如果当然值小于等于根节点,并且左节点为空的话,则进行左节点赋值
                             if flagNode.getLeftNode() is  None: 
                                 flagNode.setLeftNode(newTreeNode)
                                 break;
                             else:
                                 #否则继续找左节点
                                 flagNode = flagNode.getLeftNode()
                         else:
                            #如果当然值大于根节点,并且右节点为空的话,则进行右节点赋值
                            if flagNode.getRightNode() is None:                            
                                 flagNode.setRightNode(newTreeNode)
                                 break;
                            else:
                                #否则继续找右节点
                                flagNode = flagNode.getRightNode()
    
        def trans(self, tempNode):
            """
            递归进行中序遍历
            在左子树遍历完时,找左子树最右边的节点,做为节点的左子树
            在右子树遍历完时,找左子树最右变的节点,做为节点的右子树
            args:tempNode 初始为树的根节点
            """
            if tempNode is not None:
                #递归遍历左子树
                self.trans(tempNode.getLeftNode())
                #左子树遍历完成,进行左侧最右节点的查找
                if tempNode.getLeftNode() is not None:
                    tempNode2 = tempNode.getLeftNode()
                    while tempNode2.getRightNode() is not None:
                        tempNode2 = tempNode2.getRightNode()
                    tempNode.setLeftNode(tempNode2)
                    tempNode2.setRightNode(tempNode)
                #递归遍历右子树
                self.trans(tempNode.getRightNode())
                #右子树遍历完成,进行右侧最左节点的查找
                if tempNode.getRightNode() is not None:
                    tempNode2 = tempNode.getRightNode()
                    while tempNode2.getLeftNode() is not None:
                        tempNode2 = tempNode2.getLeftNode()
                    tempNode.setRightNode(tempNode2)
                    tempNode2.setLeftNode(tempNode)
    
        def callTrans(self):
            """
            用根节点对trans进行调用
            """
            self.trans(self.tree);
    
        def test(self):
            """
            进行数据的测试,分别从左到右读和从右到左读取数据
            """
            tempNode = self.tree
            while tempNode.getLeftNode() is not None:
                #找到最左节点
                tempNode = tempNode.getLeftNode()
                #print tempNode.getData()
            #从左向右读
            while tempNode.getRightNode() is not None:
                print tempNode.getData()
                tempNode = tempNode.getRightNode()
            print tempNode.getData()
            #从右向左读
            while tempNode is not None:
                print tempNode.getData()
                tempNode = tempNode.getLeftNode()
    
    if __name__ == "__main__":   
        #初始化数组
        dataList = [10,6,4,8,2,5,7,9,20,15,28,14,16,24,29]
        test = BuildTree()   
        #构建排序数
        test.build(dataList)
        #递归构建双向链表
        test.callTrans()
        #测试输出
        test.test()                
    

    输出结果:

    2 4 5 6 7 8 9 10 14 15 16 20 24 28 29 29 28 24 20 16 15 14 10 9 8 7 5 4 2

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