以{a,b,c,d,e,f,g,h,i}为元素构造一棵二叉树,并输出它的 (1)先序遍历; (2)中序遍历; (3)后序遍历; (4)层次遍历;非递归(队列) (5)该二叉树的高度; (6)该二叉树节点的个数。
时间: 2023-09-14 15:03:05 浏览: 155
好的,以下是该二叉树的构造、遍历和统计的Python代码:
```python
class TreeNode:
def __init__(self, val):
self.val = val
self.left = None
self.right = None
class BiTree:
def __init__(self):
self.root = None
def create(self, data):
if not data:
return None
queue = []
for val in data:
node = TreeNode(val)
if self.root is None:
self.root = node
else:
parent = queue[0]
if parent.left is None:
parent.left = node
else:
parent.right = node
queue.pop(0)
queue.append(node)
return self.root
def preorder_traversal(self, root):
if root is None:
return
print(root.val, end=" ")
self.preorder_traversal(root.left)
self.preorder_traversal(root.right)
def inorder_traversal(self, root):
if root is None:
return
self.inorder_traversal(root.left)
print(root.val, end=" ")
self.inorder_traversal(root.right)
def postorder_traversal(self, root):
if root is None:
return
self.postorder_traversal(root.left)
self.postorder_traversal(root.right)
print(root.val, end=" ")
def level_traversal(self, root):
if root is None:
return
queue = [root]
while queue:
node = queue.pop(0)
print(node.val, end=" ")
if node.left:
queue.append(node.left)
if node.right:
queue.append(node.right)
def height(self, root):
if root is None:
return 0
left_height = self.height(root.left)
right_height = self.height(root.right)
return max(left_height, right_height) + 1
def count_nodes(self, root):
if root is None:
return 0
left_count = self.count_nodes(root.left)
right_count = self.count_nodes(root.right)
return left_count + right_count + 1
# 测试
data = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i']
tree = BiTree()
root = tree.create(data)
print("先序遍历:", end="")
tree.preorder_traversal(root)
print()
print("中序遍历:", end="")
tree.inorder_traversal(root)
print()
print("后序遍历:", end="")
tree.postorder_traversal(root)
print()
print("层次遍历:", end="")
tree.level_traversal(root)
print()
print("二叉树高度:", tree.height(root))
print("二叉树节点个数:", tree.count_nodes(root))
```
在上述代码中,我们首先定义了 `TreeNode` 类来表示二叉树的节点,其中包含了节点的值 `val`、左子节点 `left` 和右子节点 `right`。
接着,我们定义了 `BiTree` 类来表示二叉树,其中包含了二叉树的根节点 `root` 及相关操作。在 `create` 方法中,我们按照题目给定的元素顺序依次插入节点,使用一个队列 `queue` 来辅助插入操作。在插入时,我们首先创建一个新节点 `node`,然后判断是否为根节点。如果是根节点,直接将其设置为根节点;否则,从队列中取出一个节点 `parent`,将新节点插入到其左右子节点中的空位上,并将新节点加入队列中。最后,该方法返回根节点。
接下来,我们定义了 `preorder_traversal`、`inorder_traversal`、`postorder_traversal` 和 `level_traversal` 方法来实现先序遍历、中序遍历、后序遍历和层次遍历。其中,先序遍历、中序遍历和后序遍历均为递归实现,而层次遍历则使用一个队列来实现。在输出节点值时,我们使用 `end` 参数将输出的字符串结尾设置为空格,以便在一行输出所有节点。
最后,我们定义了 `height` 和 `count_nodes` 方法来统计二叉树的高度和节点个数。其中,二叉树的高度定义为从根节点到叶子节点的最长路径长度,节点的个数定义为二叉树中节点的总数。这两个方法均使用递归实现。
在测试代码中,我们首先按照题目给定的元素顺序构造了一个二叉树,并将其根节点存储到变量 `root` 中。然后,依次调用 `preorder_traversal`、`inorder_traversal`、`postorder_traversal` 和 `level_traversal` 方法,输出不同遍历方式的节点值。接着,我们分别调用 `height` 和 `count_nodes` 方法,输出二叉树的高度和节点个数。
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