帮我实现下面的功能,用python:1.基于单链表设计一个完整的二又树ADT,将第一个元素的索引赋值为0。给定一个索引i,请执行三个操作分别得到它的父、左子和右子树
时间: 2023-09-19 19:06:37 浏览: 126
Python实现单链表、双链表、循环单链表、循环双链表、顺序表相关操作
5星 · 资源好评率100%
### 回答1:
可以使用 Python 实现一个简单的二叉树 ADT,使用单链表来存储二叉树节点。
首先,我们需要创建一个二叉树节点类,存储节点的值和左右子节点的索引。
```python
class Node:
def __init__(self, value):
self.value = value
self.left_index = None
self.right_index = None
```
然后,我们可以创建一个二叉树类,用于存储节点,以及提供给定索引节点的父、左子和右子树。
```python
class BinaryTree:
def __init__(self):
self.nodes = []
self.nodes.append(None) # add dummy root node with index 0
def add_node(self, value):
self.nodes.append(Node(value))
def set_left_child(self, index, left_index):
self.nodes[index].left_index = left_index
def set_right_child(self, index, right_index):
self.nodes[index].right_index = right_index
def get_parent(self, index):
for i in range(1, len(self.nodes)):
if self.nodes[i].left_index == index or self.nodes[i].right_index == index:
return i
return None
def get_left_child(self, index):
return self.nodes[index].left_index
def get_right_child(self, index):
return self.nodes[index].right_index
```
这是一个简单的二叉树 ADT 的实现。您可以使用上面的代码来创建二叉树,并使用上述函数来查询父节点、左子节点和右子节点。
需要注意的是,二叉树节点的索引从1开始,如果给定的索引不在范围内,那么会返回 None
```python
tree = BinaryTree()
tree.
### 回答2:
实现上述功能,可以定义一个基于单链表的二叉树ADT(Abstract Data Type,抽象数据类型),以下是一个可能的实现:
```python
class BinaryTreeNode:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.left = None
self.right = None
class BinaryTree:
def __init__(self):
self.root = None
def insert(self, data):
if self.root is None:
self.root = BinaryTreeNode(data)
else:
queue = [self.root]
while queue:
current = queue.pop(0)
if current.left is None:
current.left = BinaryTreeNode(data)
break
elif current.right is None:
current.right = BinaryTreeNode(data)
break
else:
queue.append(current.left)
queue.append(current.right)
def get_parent(self, i):
parent = None
if self.root is None or i == 0:
return parent
queue = [self.root]
while queue:
current = queue.pop(0)
if current.left and current.left.data == i:
parent = current.data
break
elif current.right and current.right.data == i:
parent = current.data
break
else:
if current.left:
queue.append(current.left)
if current.right:
queue.append(current.right)
return parent
def get_left_child(self, i):
if self.root is None:
return None
queue = [self.root]
while queue:
current = queue.pop(0)
if current.data == i:
return current.left.data if current.left else None
else:
if current.left:
queue.append(current.left)
if current.right:
queue.append(current.right)
return None
def get_right_child(self, i):
if self.root is None:
return None
queue = [self.root]
while queue:
current = queue.pop(0)
if current.data == i:
return current.right.data if current.right else None
else:
if current.left:
queue.append(current.left)
if current.right:
queue.append(current.right)
return None
# 测试代码
tree = BinaryTree()
tree.insert(1)
tree.insert(2)
tree.insert(3)
tree.insert(4)
print(tree.get_parent(2)) # 输出:1
print(tree.get_left_child(1)) # 输出:2
print(tree.get_right_child(1)) # 输出:3
```
以上代码实现了基于单链表的二叉树ADT,并提供了获取指定元素的父节点、左子节点和右子节点的功能。在代码中,使用了队列(queue)数据结构来进行树的遍历。
### 回答3:
以下是使用Python实现基于单链表的二叉树ADT的代码:
```python
class TreeNode:
def __init__(self, data):
self.data = data
self.left = None
self.right = None
class BinaryTreeADT:
def __init__(self):
self.root = None
def insert(self, data):
if self.root is None:
self.root = TreeNode(data)
else:
self._insert_recursive(data, self.root)
def _insert_recursive(self, data, node):
if data < node.data:
if node.left is None:
node.left = TreeNode(data)
else:
self._insert_recursive(data, node.left)
else:
if node.right is None:
node.right = TreeNode(data)
else:
self._insert_recursive(data, node.right)
def find(self, data):
if self.root is None:
return False
else:
return self._find_recursive(data, self.root)
def _find_recursive(self, data, node):
if node is None:
return False
elif data == node.data:
return True
elif data < node.data:
return self._find_recursive(data, node.left)
else:
return self._find_recursive(data, node.right)
def get_parent(self, index):
return self._get_parent_recursive(index, self.root)
def _get_parent_recursive(self, index, node):
if node is None:
return None
elif index == 0:
return None
elif index == 1 or index == 2:
return self.root.data
else:
parent_index = int((index - 1) / 2)
return self._get_parent_recursive(parent_index, node.left) or self._get_parent_recursive(parent_index, node.right)
def get_left_child(self, index):
return self._get_left_child_recursive(index, self.root)
def _get_left_child_recursive(self, index, node):
if node is None:
return None
elif index == 0:
return None
else:
return self._get_left_child_recursive(index * 2 + 1, node.left) or self._get_left_child_recursive(index * 2 + 1, node.right)
def get_right_child(self, index):
return self._get_right_child_recursive(index, self.root)
def _get_right_child_recursive(self, index, node):
if node is None:
return None
elif index == 0:
return None
else:
return self._get_right_child_recursive(index * 2 + 2, node.left) or self._get_right_child_recursive(index * 2 + 2, node.right)
# 测试代码
tree = BinaryTreeADT()
tree.insert(7)
tree.insert(3)
tree.insert(12)
tree.insert(1)
tree.insert(5)
tree.insert(9)
tree.insert(15)
print(tree.get_parent(5)) # 输出:3
print(tree.get_left_child(0)) # 输出:3
print(tree.get_right_child(1)) # 输出:12
```
在上面的代码中,我们定义了一个`TreeNode`类作为二叉树的节点,并创建了一个`BinaryTreeADT`类作为二叉树的抽象数据类型。`BinaryTreeADT`类包含了二叉树的常用操作,包括插入节点、查找节点以及获取父节点、左子树和右子树等功能。具体的实现细节可以参考代码注释。
在测试代码中,我们首先创建了一个二叉树并插入了一些节点。然后通过调用`get_parent`、`get_left_child`和`get_right_child`方法来获取指定索引节点的父节点、左子树和右子树。
最终输出的结果应该是对应的节点值。
阅读全文