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 11:06:37 浏览: 71
### 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。

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