Python算法练习--把搜索树转成双向链表

本文目前分享的题目都是来自于July的分享，然后把具体算法实现。搜索树转双向链表主要的实现逻辑是在中序遍历时，调整节点的左右子树；因为中序遍历是递归调用，所以在调整时一定要注意调整的位置，如果写错了，很有可能造成死循环。避免的主要办法是在读完左子树时调整左节点，遍历完右子树时调整右节点，具体代码见trans函数。算法的时间复杂度是o(logn)。

 输入树构建完成后是：

image

代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
题目：输入一棵二叉搜索树（记住是搜索树），将该二叉搜索树转换为一个排序的双向链表。要求：不能创建任何新的结点，只能调整树中结点指针的指向。
1 2 3 4 5 6 7 输入顺序 4 3 1 2 5 6 7用这个顺序建立二叉查找树
基本思路：用中序遍历的方式，每一个节点左侧连接的应该是左子数的最右边一个节点，而右边连接的应该是右子树最左边的节点
"""
class TreeNode:
    """
    树的节点定义，后面的很多操作都是基于节点的
    """

    def __init__(self): 
        """
        定义一个树的节点，初始状态左右节点为空
        """
        self.leftNode = None
        self.rightNode = None

    def setData(self, data):
        """
        设置数字的方法
        args: data节点值
        """
        self.data = data

    def setLeftNode(self, leftNode):
        """
        设置左节点的方法
        args: leftNode 左节点
        """
        self.leftNode = leftNode

    def setRightNode(self, rightNode):
        """
        设置右节点的方法
        args: rightNode 右节点
        """
        self.rightNode = rightNode

    def getData(self):
        """
        获取节点数字
        return:返回节点数字
        """
        return self.data

    def getLeftNode(self):
        """
        获取左节点
        return:返回左节点
        """
        return self.leftNode

    def getRightNode(self):
        """
        获取右节点
        return:返回右节点
        """
        return self.rightNode

class BuildTree:
    """
    以输入顺序构建二叉查找树，左边的比根节点小，右侧的比根节点大
    """


    def build(self, dataList):
        """
        开始构建树
        args:dataList 树的节点值
        """
        #遍历输入数组
        for i in range(len(dataList)):       
             currData = dataList[i]
             #初始化一个节点
             newTreeNode = TreeNode()
             newTreeNode.setData(currData);
             #如果是一个输入，则作为树的根节点
             if i==0:
                 self.tree = newTreeNode
            #否则进行大小的比较，构建二叉查找树   
             else:
                 flagNode = self.tree
                 while flagNode is not None:
                     if currData <= flagNode.getData():
                         #如果当然值小于等于根节点，并且左节点为空的话，则进行左节点赋值
                         if flagNode.getLeftNode() is  None: 
                             flagNode.setLeftNode(newTreeNode)
                             break;
                         else:
                             #否则继续找左节点
                             flagNode = flagNode.getLeftNode()
                     else:
                        #如果当然值大于根节点，并且右节点为空的话，则进行右节点赋值
                        if flagNode.getRightNode() is None:                            
                             flagNode.setRightNode(newTreeNode)
                             break;
                        else:
                            #否则继续找右节点
                            flagNode = flagNode.getRightNode()

    def trans(self, tempNode):
        """
        递归进行中序遍历
        在左子树遍历完时，找左子树最右边的节点，做为节点的左子树
        在右子树遍历完时，找左子树最右变的节点，做为节点的右子树
        args:tempNode 初始为树的根节点
        """
        if tempNode is not None:
            #递归遍历左子树
            self.trans(tempNode.getLeftNode())
            #左子树遍历完成，进行左侧最右节点的查找
            if tempNode.getLeftNode() is not None:
                tempNode2 = tempNode.getLeftNode()
                while tempNode2.getRightNode() is not None:
                    tempNode2 = tempNode2.getRightNode()
                tempNode.setLeftNode(tempNode2)
                tempNode2.setRightNode(tempNode)
            #递归遍历右子树
            self.trans(tempNode.getRightNode())
            #右子树遍历完成，进行右侧最左节点的查找
            if tempNode.getRightNode() is not None:
                tempNode2 = tempNode.getRightNode()
                while tempNode2.getLeftNode() is not None:
                    tempNode2 = tempNode2.getLeftNode()
                tempNode.setRightNode(tempNode2)
                tempNode2.setLeftNode(tempNode)

    def callTrans(self):
        """
        用根节点对trans进行调用
        """
        self.trans(self.tree);

    def test(self):
        """
        进行数据的测试，分别从左到右读和从右到左读取数据
        """
        tempNode = self.tree
        while tempNode.getLeftNode() is not None:
            #找到最左节点
            tempNode = tempNode.getLeftNode()
            #print tempNode.getData()
        #从左向右读
        while tempNode.getRightNode() is not None:
            print tempNode.getData()
            tempNode = tempNode.getRightNode()
        print tempNode.getData()
        #从右向左读
        while tempNode is not None:
            print tempNode.getData()
            tempNode = tempNode.getLeftNode()

if __name__ == "__main__":   
    #初始化数组
    dataList = [10,6,4,8,2,5,7,9,20,15,28,14,16,24,29]
    test = BuildTree()   
    #构建排序数
    test.build(dataList)
    #递归构建双向链表
    test.callTrans()
    #测试输出
    test.test()                

输出结果：

2 4 5 6 7 8 9 10 14 15 16 20 24 28 29 29 28 24 20 16 15 14 10 9 8 7 5 4 2

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