Python编程如何实现二叉树及七种遍历的方法详解

#coding=utf-8

class Node(object):

  """节点类"""

  def init(self, elem=-1, lchild=None, rchild=None):

    self.elem = elem

    self.lchild = lchild

    self.rchild = rchild

class Tree(object):

  """树类"""

  def init(self):

    self.root = Node()

    self.myQueue = []

  def add(self, elem):

    """为树添加节点"""

    node = Node(elem)

    if self.root.elem == -1: # 如果树是空的，则对根节点赋值

      self.root = node

      self.myQueue.append(self.root)

    else:

      treeNode = self.myQueue[0] # 此结点的子树还没有齐。

      if treeNode.lchild == None:

        treeNode.lchild = node

        self.myQueue.append(treeNode.lchild)

      else:

        treeNode.rchild = node

        self.myQueue.append(treeNode.rchild)

        self.myQueue.pop(0) # 如果该结点存在右子树，将此结点丢弃。

  def front_digui(self, root):

    """利用递归实现树的先序遍历"""

    if root == None:

      return

    print root.elem,

    self.front_digui(root.lchild)

    self.front_digui(root.rchild)

  def middle_digui(self, root):

    """利用递归实现树的中序遍历"""

    if root == None:

      return

    self.middle_digui(root.lchild)

    print root.elem,

    self.middle_digui(root.rchild)

  def later_digui(self, root):

    """利用递归实现树的后序遍历"""

    if root == None:

      return

    self.later_digui(root.lchild)

    self.later_digui(root.rchild)

    print root.elem,

  def front_stack(self, root):

    """利用堆栈实现树的先序遍历"""

    if root == None:

      return

    myStack = []

    node = root

    while node or myStack:

      while node:           #从根节点开始，一直找它的左子树

        print node.elem,

        myStack.append(node)

        node = node.lchild

      node = myStack.pop()      #while结束表示当前节点node为空，即前一个节点没有左子树了

      node = node.rchild         #开始查看它的右子树

  def middle_stack(self, root):

    """利用堆栈实现树的中序遍历"""

    if root == None:

      return

    myStack = []

    node = root

    while node or myStack:

      while node:           #从根节点开始，一直找它的左子树

        myStack.append(node)

        node = node.lchild

      node = myStack.pop()      #while结束表示当前节点node为空，即前一个节点没有左子树了

      print node.elem,

      node = node.rchild         #开始查看它的右子树

  def later_stack(self, root):

    """利用堆栈实现树的后序遍历"""

    if root == None:

      return

    myStack1 = []

    myStack2 = []

    node = root

    myStack1.append(node)

    while myStack1:          #这个while循环的功能是找出后序遍历的逆序，存在myStack2里面

      node = myStack1.pop()

      if node.lchild:

        myStack1.append(node.lchild)

      if node.rchild:

        myStack1.append(node.rchild)

      myStack2.append(node)

    while myStack2:             #将myStack2中的元素出栈，即为后序遍历次序

      print myStack2.pop().elem,

  def level_queue(self, root):

    """利用队列实现树的层次遍历"""

    if root == None:

      return

    myQueue = []

    node = root

    myQueue.append(node)

    while myQueue:

      node = myQueue.pop(0)

      print node.elem,

      if node.lchild != None:

        myQueue.append(node.lchild)

      if node.rchild != None:

        myQueue.append(node.rchild)

if name == 'main':

  """主函数"""

  elems = range(10)      #生成十个数据作为树节点

  tree = Tree()     #新建一个树对象

  for elem in elems:

    tree.add(elem)      #逐个添加树的节点

  print '队列实现层次遍历:'

  tree.level_queue(tree.root)

  print '\n\n递归实现先序遍历:'

  tree.front_digui(tree.root)

  print '\n递归实现中序遍历:'

  tree.middle_digui(tree.root)

  print '\n递归实现后序遍历:'

  tree.later_digui(tree.root)

  print '\n\n堆栈实现先序遍历:'

  tree.front_stack(tree.root)

  print '\n堆栈实现中序遍历:'

  tree.middle_stack(tree.root)

  print '\n堆栈实现后序遍历:'

  tree.later_stack(tree.root)