matlab建立二叉树

1,学习使用matlab工具建立二叉树

建立的算法描述如下:首先建立N个节点,每个节点包含一个Name和Data信息,并对这些节点使用链表串接起来;然后创建一颗树的根节点,然后从链表里面依据Data字段删掉两个节点,小的作为左子树,大的作为右子树,同时将二者的数值和赋值给根节点,最后将这个根节点插入到原来的链表之上。重复以上的步骤,直到链表的长度为1,则代表二叉树建立完成。代码如下:

leaf_name=['A','B','C','D','E','F','G','H'];
leaf_data=[1,2,3,4,5,6,7,8];

len=8;

for i = 1:len
    new_node(i) = node(leaf_data(i),leaf_name(i));
end

%创建链表,并向链表中插入节点
my_list = list();
for i = 1:len
    my_list.insertbeforehead(new_node(i));
end

while(my_list.size >1)
    lchild_node =my_list.delete_min_node();%取出最小的元素
    lchild_node.Flag01=0;%标记为左子树
    rchild_node =my_list.delete_min_node();%取出第二小的元素
    rchild_node.Flag01=1;%标记为右子树
    root_node   =node([],'root');    
    root_node.Lchild=lchild_node;%左子树
    root_node.Rchild=rchild_node;%右子树
    root_node.Data=lchild_node.Data + rchild_node.Data;%概率相加
    root_node.Name=strcat(lchild_node.Name , rchild_node.Name);
    lchild_node.Parent=root_node;
    rchild_node.Parent=root_node;    
    my_list.insertbeforehead(root_node); 
    if(my_list.size==1)%最后一个节点,即是树的根节点。删除链表的前后指针
        my_list.head.Next=[];
        my_list.head.Prev=[];
        my_list.head.Parent=[];
    end
end

2,打印出二叉树每个叶子节点的路径

打印叶子节点的路径有什么作用呢,霍夫曼编码的时候需要得到每个字符的编码值,这时候就需要知道叶子的路径。具体算法是这样的,第一步,建立二叉树的时候,每个节点增加一个标志Flag01,当为0的时候代表左子树,当为1的时候代表右子树,同时添加一个Parent指针指向父母节点,当然根节点的父母节点为空;第二步,通过递归调用的方法查找到每个叶子节点;第三步,同过节点的Flag01信息打印0或者1,代表当前节点是左子树还是右子树,然后进入父母节点,重复直到根节点;依次递归结束,则叶子节点的路径查询完毕。打印的数据反过来看就是实际的编码值。代码如下:

 function preorder_scan(node)        
           if ~isempty(node)%非空
               if(isempty(node.Lchild) && isempty(node.Rchild)) 
                    fprintf('%s code is -->',node.Name);
                    while ~isempty(node.Parent)
                        if(node.Flag01==0)
                             fprintf('0');
                        else
                             fprintf('1');
                        end
                        node=node.Parent;
                    end
                    fprintf('\n');
                    return
               end               
               preorder_scan(node.Lchild);
               preorder_scan(node.Rchild);
           end
        end

运行结果如下

根节点的Name字段和Data字段分别如下。
GHDEABCF
36
每个字符的编码结果如下,需要反着读。
G code is -->00
H code is -->10
D code is -->001
E code is -->101
A code is -->00011
B code is -->10011
C code is -->1011
F code is -->111

手动绘出二叉树的结构图步骤如下

在这里插入图片描述
matlab建立二叉树_第1张图片
matlab建立二叉树_第2张图片
matlab建立二叉树_第3张图片
matlab建立二叉树_第4张图片
matlab建立二叉树_第5张图片
matlab建立二叉树_第6张图片
matlab建立二叉树_第7张图片

结果分析显示,编码值完全正确

matlab建立二叉树_第8张图片

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