由已知的层次遍历序列构建二叉树

本文介绍了一种根据完全二叉树的顺序存储序列构建二叉链表的方法,并提供了详细的实现步骤及代码示例。

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问题描述:已知一个完全二叉树的顺序存储序列,顺序存储在一个数组中,由该序列构建二叉链表,序列中空节点用‘#’表示,结果返回根节点指针。

解题思路:由二叉树的性质可知,设编号为i的节点的父节点的编号为i/2,左孩子的编号为2i,右孩子的编号为2i+1;

typedef char ElemType;
typedef struct tree_node{
ElemType data;
tree_node * left_child;
tree_node *right_child;
}tree_node,*tree;

tree create_tree(ElemType * elem,int last){
int i=1;
tree * node_array=(tree *)malloc(sizeof(tree)*(last+1)); //存储所有节点的指针
tree root=(tree_node*)malloc(sizeof(tree_node));
root->data=elem[1];       
node_array[1]=root;                                      //构建根节点

for(i=2;i<=last;i++){
if(elm[i]=='#') {
node_array[i]=NULL;
continue;
}

tree_node *p=(tree_node*)malloc(sizeof(tree_node));
p->data=elem[i];
p->left_child=NULL;
p->right_child=NULL;
node_array[i]=node;                                //新建一个节点

tree_node *father_node=node_array[i/2];
if(i%2==0)
father_node->left_child=p;
else
father_node->right_child=p;                    //将其与父节点建立关联

}
free(node_array);
return root;
}

为了输出二叉树层次遍历序列,我们需要先构建这棵二叉树。可以通过后序遍历和中序遍历构建二叉树,具体步骤如下: 1. 后序遍历序列的最后一个元素一定是根节点,将其作为根节点。 2. 在中序遍历序列中找到根节点的位置,根节点左边的元素都是左子树的节点,右边的元素都是右子树的节点。 3. 根据左子树和右子树的节点个数,在后序遍历序列中划分出左子树和右子树的序列。 4. 递归地对左子树和右子树进行上述步骤,构建出完整的二叉树构建二叉树后,我们可以通过层次遍历的方式输出二叉树层次遍历序列。具体步骤如下: 1. 创建一个队列,将根节点入队。 2. 当队列不为空时,依次取出队列中的节点,将其值加入到层次遍历序列中。 3. 如果该节点有左子节点,则将左子节点入队。 4. 如果该节点有右子节点,则将右子节点入队。 5. 重复步骤2-4,直到队列为空。 下面是Python代码实现: ```python class TreeNode: def __init__(self, val): self.val = val self.left = None self.right = None def buildTree(inorder, postorder): if not inorder or not postorder: return None root = TreeNode(postorder[-1]) idx = inorder.index(root.val) root.left = buildTree(inorder[:idx], postorder[:idx]) root.right = buildTree(inorder[idx+1:], postorder[idx:-1]) return root def levelOrder(root): if not root: return [] res = [] queue = [root] while queue: node = queue.pop(0) res.append(node.val) if node.left: queue.append(node.left) if node.right: queue.append(node.right) return res inorder = ['C', 'B', 'A', 'E', 'D', 'F'] postorder = ['C', 'B', 'E', 'F', 'D', 'A'] root = buildTree(inorder, postorder) print(levelOrder(root)) # 输出:['A', 'B', 'D', 'C', 'E', 'F'] ```
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