数、深林、二叉树之间的转换

本文介绍了树和森林转换为二叉树的方法,包括添加连线、去除多余连线及层次结构调整等步骤;同时,也详细说明了如何将二叉树转换回树或森林,通过增加连线和删除不必要的连线来实现。

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树转换为二叉树

(1)加线。在所有兄弟结点之间加一条连线。

(2)去线。树中的每个结点,只保留它与第一个孩子结点的连线,删除它与其它孩子结点之间的连线。

(3)层次调整。以树的根节点为轴心,将整棵树顺时针旋转一定角度,使之结构层次分明。(注意第一个孩子是结点的左孩子,兄弟转换过来的孩子是结点的右孩子)

                       

森林转换为二叉树

(1)把每棵树转换为二叉树。

(2)第一棵二叉树不动,从第二棵二叉树开始,依次把后一棵二叉树的根结点作为前一棵二叉树的根结点的右孩子,用线连接起来。

 

二叉树转换为树

是树转换为二叉树的逆过程。

(1)加线。若某结点X的左孩子结点存在,则将这个左孩子的右孩子结点、右孩子的右孩子结点、右孩子的右孩子的右孩子结点…,都作为结点X的孩子。将结点X与这些右孩子结点用线连接起来。

(2)去线。删除原二叉树中所有结点与其右孩子结点的连线。

(3)层次调整。

 

二叉树转换为森林

假如一棵二叉树的根节点有右孩子,则这棵二叉树能够转换为森林,否则将转换为一棵树。

(1)从根节点开始,若右孩子存在,则把与右孩子结点的连线删除。再查看分离后的二叉树,若其根节点的右孩子存在,则连线删除…。直到所有这些根节点与右孩子的连线都删除为止。

(2)将每棵分离后的二叉树转换为树。

 

Reference:

### 将二叉树转换为森林的方法 #### 一、理论基础 为了实现从二叉树到森林的转换,需先理解两者间的关系。在孩子兄弟表示法下,任何多叉树(即森林中的单棵树)都可以通过左子右兄的方式映射至二叉树上,在此情况下,最左边的一条路径代表了原森林里的各棵根节点相连而成的新树;而其余分支则对应着各个独立树木内部结构[^2]。 #### 二、具体步骤说明 当执行由给定二叉树向森林转变的操作时: - **分解主干**:找到当前作为输入参传入函体内的那颗“特殊”的二叉树——它实际上是由原先整个森林里所有单独存在的树经上述提到的孩子兄弟编码方式组合而来。此时应沿着该二叉树中最左侧链条依次访问每一个结点,并将其视为新形成的森林中相应位置上的根部元素。 - **重建侧枝**:对于每一步骤中新确立起来的某棵树而言,其右侧所挂载的一切子树都应当被视作这棵树本身的组成部分而非其他成员的一部分。因此需要递归处理这些部分来恢复它们原本应有的形态[^1]。 #### 三、伪代码展示 以下是基于以上逻辑编写的Python风格伪代码片段用于指导编程实践者完成这一过程: ```python def binary_tree_to_forest(root): forest = [] while root is not None: # 创建新的树并将当前root设为其根节点 tree_root = TreeNode(root.value) # 处理右子树, 即构建当前树的剩余部分 build_subtree(tree_root, root.right) # 添加新建好的树进入最终返回的结果列表forest内 forest.append(tree_root) # 移动到下一个待处理的树/森林起点 root = root.left return forest def build_subtree(current_node, subtree_root): if subtree_root is None: return current_node.left = TreeNode(subtree_root.value) build_subtree(current_node.left, subtree_root.right) ```
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