使用python语言编写程序,实现: 1 二叉树的链式存储结构; 2 二叉树的递归算法。 [实验要求] 1 定义二叉树的数据类型,要求用二叉链实现; 2 创建二叉树的存储结构,要求用两种方法实现: (1) 根据输入的字符串创建 (2) 根据二叉树的后序和中序遍历序列创建 3 实现二叉树的递归算法: (1) 先序、中序、后序遍历二叉树,并输出遍历序列; (2) 求二叉树的叶子结点数; (3) 交换二叉树上所有结点的左右子树; (4) 判断两棵二叉树是否相同; (5) 复制二叉树。 4 输出二叉树的图形结构
时间: 2023-11-14 12:13:00 浏览: 77
python使用递归的方式建立二叉树
很高兴回答你的问题!根据你的要求,我可以回答出以下内容:
二叉树的链式存储结构
首先,我们需要定义二叉树的数据类型,用二叉链实现:
```python
class TreeNode:
def __init__(self, value=None, left=None, right=None):
self.value = value
self.left = left
self.right = right
```
其中,每个节点包括三个属性:值、左子树、右子树。
二叉树的递归算法
接下来,我们需要实现二叉树的递归算法。具体实现如下:
先序遍历二叉树:
```python
def preorder(root):
if root:
print(root.value)
preorder(root.left)
preorder(root.right)
```
中序遍历二叉树:
```python
def inorder(root):
if root:
inorder(root.left)
print(root.value)
inorder(root.right)
```
后序遍历二叉树:
```python
def postorder(root):
if root:
postorder(root.left)
postorder(root.right)
print(root.value)
```
求二叉树的叶子结点数:
```python
def count_leaves(root):
if not root:
return 0
elif not root.left and not root.right:
return 1
else:
return count_leaves(root.left) + count_leaves(root.right)
```
交换二叉树上所有结点的左右子树:
```python
def swap_children(root):
if root:
root.left, root.right = root.right, root.left
swap_children(root.left)
swap_children(root.right)
```
判断两棵二叉树是否相同:
```python
def is_same_tree(p, q):
if not p and not q:
return True
elif not p or not q:
return False
else:
return p.value == q.value and is_same_tree(p.left, q.left) and is_same_tree(p.right, q.right)
```
复制二叉树:
```python
def copy_tree(root):
if not root:
return None
else:
return TreeNode(root.value, copy_tree(root.left), copy_tree(root.right))
```
二叉树的创建
根据输入的字符串创建:
```python
def build_tree_from_input(input_str):
stack = []
head = None
for i in input_str.split():
if i.isnumeric():
node = TreeNode(int(i))
if not head:
head = node
if stack:
parent = stack[-1]
if not parent.left:
parent.left = node
else:
parent.right = node
stack.append(node)
elif i == '#':
stack.pop()
return head
```
根据二叉树的后序和中序遍历序列创建:
```python
def build_tree_from_postorder_and_inorder(postorder, inorder):
if not inorder:
return None
root = TreeNode(postorder[-1])
i = inorder.index(root.value)
root.left = build_tree_from_postorder_and_inorder(postorder[:i], inorder[:i])
root.right = build_tree_from_postorder_and_inorder(postorder[i:-1], inorder[i+1:])
return root
```
输出二叉树的图形结构
最后,我们需要输出二叉树的图形结构。这里我们可以使用graphviz库来生成二叉树的图形结构。具体实现如下:
```python
from graphviz import Digraph
def draw_tree(root):
def dfs(node, graph):
if not node:
return
graph.node(str(node.value))
if node.left:
graph.edge(str(node.value), str(node.left.value))
dfs(node.left, graph)
if node.right:
graph.edge(str(node.value), str(node.right.value))
dfs(node.right, graph)
graph = Digraph(format='png')
dfs(root, graph)
graph.render('tree')
```
这样,我们就完成了使用python语言编写程序,实现二叉树的链式存储结构、二叉树的递归算法、二叉树的创建、输出二叉树的图形结构等功能。
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