一些二叉树相关算法Python的解决

本文介绍了一种使用广度优先搜索算法来确定二叉树最小深度的方法,并通过示例代码展示了如何实现这一功能。此外,还探讨了二叉树的锯齿形层序遍历,包括广度优先及深度优先两种实现方式。

二叉树的最小深度

广度优先

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def minDepth(self, root):
       if not root:
            return 0

        queue, level = [root], 1
        while queue:
            for i in xrange(len(queue)):
                node = queue.pop(0)

                if not node.left and not node.right:
                    return level

                if node.left:
                    queue.append(node.left)

                if node.right:
                    queue.append(node.right)

            level += 1 

二叉树遍历用列表输入每层节点

广度有优先

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def zigzagLevelOrder(self, root):
        res, queue = [], [(root, 0)]
        while queue:
            curr, level = queue.pop(0)
            if curr:
                if len(res) < level+1:
                    res.append([])
                if level % 2 == 0:
                    res[level].append(curr.val)
                else:
                    res[level].insert(0, curr.val)
                queue.append((curr.left, level+1))
                queue.append((curr.right, level+1))
        return res  

深度优先


def zigzagLevelOrder(self, root):
    ans = []
    self.dfs(root, 0, ans)

    for i in range(len(ans)):
        if i%2:
            ans[i] = ans[i][::-1] # reverse

    return ans

def dfs(self, root, level, ans):
    if not root:
        return

    if len(ans) < level+1: #should >= level+1
        ans.append([])

    ans[level].append(root.val)
    self.dfs(root.left, level+1, ans)
    self.dfs(root.right, level+1, ans)
### Python 实现二叉树基本算法 以下是基于提供的参考资料和专业知识编写的关于如何使用 Python 实现二叉树及其基本操作的详细说明。 #### 定义结点类 为了构建二叉树,首先需要定义一个 `TreeNode` 类来表示二叉树中的每一个节点。该类包含三个属性:存储数据的值 (`val`) 和指向左子节点与右子节点的指针 (`left`, `right`)。 ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0): self.val = val self.left = None self.right = None ``` 此部分实现了单个节点的基本结构[^1]。 #### 创建二叉树类 接着,定义一个 `BinaryTree` 类用来管理整个二叉树并实现其功能方法。这些方法包括插入新节点、删除现有节点以及遍历整棵树等核心操作。 ```python class BinaryTree: def __init__(self, root=None): self.root = root def insert(self, val): if not self.root: self.root = TreeNode(val) else: queue = [self.root] while queue: current_node = queue.pop(0) if not current_node.left: current_node.left = TreeNode(val) break elif not current_node.right: current_node.right = TreeNode(val) break else: queue.append(current_node.left) queue.append(current_node.right) def delete(self, key): # 删除逻辑较为复杂,在这里省略具体细节,请参阅相关资料了解完整的删除过程。 pass def inorder_traversal(self, node): result = [] if node is not None: result += self.inorder_traversal(node.left) result.append(node.val) result += self.inorder_traversal(node.right) return result def preorder_traversal(self, node): result = [] if node is not None: result.append(node.val) result += self.preorder_traversal(node.left) result += self.preorder_traversal(node.right) return result def postorder_traversal(self, node): result = [] if node is not None: result += self.postorder_traversal(node.left) result += self.postorder_traversal(node.right) result.append(node.val) return result ``` 上述代码展示了如何通过递归的方式完成三种主要类型的遍历——中序、前序及后序遍历[^2][^3]。 #### 测试实例 下面是一个简单的例子展示如何利用上面定义好的类去建立一棵具体的二叉树,并对其进行不同形式的遍历: ```python if __name__ == "__main__": bt = BinaryTree() elements_to_insert = [8, 3, 10, 1, 6, 14, 4, 7, 13] for element in elements_to_insert: bt.insert(element) print("In-order Traversal:", bt.inorder_traversal(bt.root)) print("Pre-order Traversal:",bt.preorder_traversal(bt.root)) print("Post-order Traversal:",bt.postorder_traversal(bt.root)) ``` 以上程序片段不仅完成了基础框架搭建还提供了直观的结果输出以便验证正确性[^4]。
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