分析バイナリ層(完全二分木に限定されない)ノード - 二分木データ構造[]

作成:2019年5月23日 - 5.25を

 

個々の思考プロセス、ないの普及に簡単な方法。

 

バイナリツリーを分析する層の数の接続点(バランスバイナリツリーに限定されるものではありません)。

 

BinaryNode <T>のp;

 

完全なバイナリツリーは、式に従ってノードPの層の数を計算することができます

ノードPは、I番目のノード(I> = 0)である場合、H =(LOG2 i)を+1の性質に応じて、完全なバイナリツリーは、層の数から算出することができます

 

バイナリツリーの共通ノードは、アルゴリズムのようないかなる式は、存在しない場合の層の数を計算します:

 

  •   考えます:
  1. リスト・トラバーサルを使用して得られた層

結果:各ノードの唯一のドローシリアル番号、層の数を決定することができません

 

  •  (実現可能)パーティー:プリアンブル系列preListを使用してマークされ、空の木

層のint配列を定義します。

(空の識別を含む)要素ごとバックトラバーサル、各識別子がヌルである+1レベル、素子層の値を横切る、2つの識別が空で、値-1層、3つの空識別場合レイヤ値-3

 

(可能な)例:

prelist =(BとD ^ G ^ ^ ^ C E ^ ^ F ^ ^)

レベル[] = 1 2 3 4 4 5 5 5 2 3 4 4 3 4 4

 

 

 

(生)実施例II:

Prelist =(BとE ^ F ^ ^ C ^ D G ^ ^ ^ ^)

レベル[] =(1、2、3、4、4、5、5、 4   5、5、6、7、7、7、4)

                                                   3

 

 

  •   (改善)方法2:使用して空のツリー識別プリアンブルシーケンスpreListマークlevelList得られたレベルを横切ります

 

* ArrayListを持つジェネリック配列の代わりに

配列番号定義されたストレージ階層は、長さは、バイナリツリーノードの数であります

主トラバースleveList 、実施例に示す工程

 

 

(可能な)例:

prelist =(B D ^ G ^^^ C E ^^ F ^^)

levelList =(B C D E F G)

レベル[] = 1 2 2 3 3 3 4

 

 

 

プロセス:

唯一のルートノード、第1の層の数は確かに1

第B- 層2は確かです

LevelListのインデックスポイントC 、preListの添え字は、D点と等しくない、同じ層数、及びpreListの場合、添字不変。

* 理由:

levelist B内には、次のCであるか、CはBのある子供、またはCがBである兄弟。preListにおいて、Bは、次の要素は、C(CはないがBではないの子供)ので、Cは間違いなくBである兄弟

 

LevelListのインデックスポイントD 、preListのインデックスがまだDある層+ 1の数に等しく、(Dの層である。3 )、preList 添字+ 1 (点G

* なぜ:D C内には、背後にある、DはBのかもしれ子もCのかもしれ子が、重要なのは、確かではないの兄弟ではない子、レイヤ1の数(それは、二分木であるため)

 

(可能な)例II:

Prelist =(BとE ^ F ^ ^ C ^ D G ^ ^^ ^)

levelList =(B E C F D G)

レベル[] =(1、2、3、3、4、4、4)

 

 

(改善された実行可能な)例3:

Prelist =(100、40、19、^^、21、^^、60、28、11、5、2、^^、3、^^、6、17、7、^^、10、^^、32 、^^)

levelList =(100、40、60、19、21、28、32、11、17、5、6、7、10、2、3)

レベル[] =(1、2、2、3、        4、4、4、4、4、4、4、4、4、4、4  )

                                                          3 3 3 4 4 5 5 6 6

改进1:(加条件)若prelist中遍历到的元素前有连续两个空标识,层数也不变(不论元素是否相等),preList下标+1

改进2:若在preList中遍历到levelList指向元素之前遍历过的元素,直接该元素

(不可以只是跳过,因为还要判断preFlag指向前两个元素是否为空标识^

 

过程:

(部分)

LevelList中指标指向21,Prelist指向21,相等,但因为prelist的21前有两个连续空标识,所以层数不变;

*为什么:

LevelList中21在19的后面,21可能是19的孩子,21也可能是19的兄弟,看preList,虽然指向21,但前有两个空标识,说明21肯定不是19的孩子(两个孩子位被空标识占去),21只可能是19的兄弟,所以层数不变。

 

LevelList中指标指向28,Prelist指向60,因为levelList中60在28之前已经出现过,所以跳过这个元素,preflag++

*为什么:

判断一个元素的层数只需要知道,它与前面一个结点的关系(孩子还是兄弟),无需知道更前面哪些元素的信息。由于这个前面出现过的元素的层数已经计算得出,可以直接删去该元素。

                                                                                

例四:

preList= (18,7,  ^^ , 11,  5, ^^,  6,  2,^^,  4,^^)

levelList= (18,  7,     11,  5,     6,  2,     4   )

Level[]=  ( 1,  2,     2,   3,     3,  4,     4   )

 

 

 

算法实现代码:(已测试)

  1 /**
  2      * @title: nodelevel
  3      * @description: get a given node's level
  4      * @author: Navis
  5      * @date: May 25, 2019 6:04:49 PM
  6      * @param p as root node
  7      * @return int :level
  8      * @throws:IllegalArgumentException:p==null
  9      */
 10     public int nodelevel(BinaryNode<T> p) {
 11         if (this.root == null)
 12             return -1;
 13         if (p == null)
 14             throw new IllegalArgumentException("p==null");
 15 
 16         int nodeCount = this.getNodeConut();
 17         int[] lev = new int[nodeCount];
 18 
 19         ArrayList preList = this.getPrelist(this.root);
 20         ArrayList levelList = this.levelList();
 21         int nodeNum = levelList.indexOf(p.data); // p在levelList中的元素位置
 22 
 23         lev[0] = 1;// 根结点只有一个,所以第一个元素层数是1
 24         lev[1] = 2;// 第二个元素的层数是2;
 25 
 26         int preFlag = 2;
 27         Object firstBefore = preList.get(0);
 28         Object secondBefore = preList.get(1);
 29         // 计算层数数组lev[]
 30         for (int i = 2; i < levelList.size(); i++) {// 从第3个元素开始
 31             for (int k = 0; k < i; k++) {// 若preFlag指向元素,在levelList的第i个元素前已经出现过,则删除该元素
 32                 if (preList.get(preFlag).equals(levelList.get(k))) {
 33                     preList.remove(preFlag);
 34 
 35                     k = 0;// k重新开始循环,判断更新后的preFlag位置元素是否之前出现过
 36                 }
 37             }
 38             if (firstBefore.equals("^") && secondBefore.equals("^")) {
 39                 lev[i] = lev[i - 1];
 40 
 41                 preFlag++;
 42                 while (preList.get(preFlag).equals("^")) {
 43                     preFlag++;
 44                 }
 45                 firstBefore = preList.get(preFlag - 1);// preFlag指向元素的前面第一个元素
 46                 secondBefore = preList.get(preFlag - 2);// preFlag指向元素的前面第二个元素
 47             } else {
 48                 if (preList.get(preFlag).equals(levelList.get(i))) {// 相等
 49                     lev[i] = lev[i - 1] + 1;
 50 
 51                     preFlag++;
 52                     while (preList.get(preFlag).equals("^")) {// 跳过^空标识,指向有值元素
 53                         preFlag++;
 54                         if (preFlag >= preList.size()) {// 防止preList后面全是^空标识,导致一直循环下去
 55                             break;
 56                         }
 57                     }
 58                     firstBefore = preList.get(preFlag - 1);
 59                     secondBefore = preList.get(preFlag - 2);
 60                 } else {// 不相等
 61                     lev[i] = lev[i - 1];
 62                 }
 63             }
 64 //            System.out.println(levelList.get(i) + ":" + lev[i]);
 65         }
 66         return lev[nodeNum];
 67     }
 68 
 69 
 70 /**
 71      * @title: getNodeConut
 72      * @description: getNodeCount
 73      * @author: Navis
 74      * @date: May 24, 2019 10:55:13 AM
 75      * @return int nodeCount
 76      */
 77     public int getNodeConut() {
 78         int nodeCount = 0;
 79         ArrayList prelist = this.getPrelist(this.root);// 得到带有空子树标识的prelist
 80 
 81         for (int i = 0; i < prelist.size(); i++) {
 82             if (prelist.get(i) != "^")
 83                 nodeCount++;
 84         }
 85 
 86         return nodeCount;
 87     }
 88 
 89 /**
 90      * @title: getPrelist
 91      * @description: getPrelist; with emptySubTree sign
 92      * @author: Navis
 93      * @date: May 24, 2019 10:30:34 AM
 94      * @param BinaryNode<T> p
 95      * @return ArrayList prelist
 96      */
 97     public ArrayList getPrelist(BinaryNode<T> p) {
 98         ArrayList prelist = new ArrayList();
 99         preorder(prelist, p);
100 
101         return prelist;
102     }
103 
104 /**
105      * @title: levelList
106      * @description: get levelList;levelOrder
107      * @author: Navis
108      * @date: May 24, 2019 11:54:07 AM
109      * @return ArrayList levelList
110      */
111     public ArrayList levelList() {
112         LinkedQueue<BinaryNode<T>> queue = new LinkedQueue<>();// 空队列
113         BinaryNode<T> p = this.root;// 根结点不入队
114         ArrayList levelList = new ArrayList();
115 
116         while (p != null) {
117             levelList.add(p.data); // 将已出队结点p的元素值加入levelList
118 
119             if (p.left != null)
120                 queue.add(p.left);// p的左孩子入队
121             if (p.right != null)
122                 queue.add(p.right);// p的右孩子入队
123 
124             p = queue.poll();// p指向出队结点,若队列为空返回null
125         }
126         return levelList;
127     }

 

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転載: www.cnblogs.com/musecho/p/11201074.html