樹(shù)、森林與二叉樹(shù)的轉(zhuǎn)換
1、樹(shù)轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù)
---- 將樹(shù)轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù)的步驟如下:
--1)加線。在所有兄弟結(jié)點(diǎn)之間加一條連線。
--2)去線。對(duì)樹(shù)中每個(gè)結(jié)點(diǎn),只保留它與第一個(gè)孩子結(jié)點(diǎn)的連線,刪除它與其他孩子結(jié)點(diǎn)之間的連線。
--3)層次調(diào)整。以樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)為軸心,將整棵樹(shù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度,使之結(jié)構(gòu)層次分明。
注意第一個(gè)孩子是二叉樹(shù)結(jié)點(diǎn)的左孩子,兄弟轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的孩子是結(jié)點(diǎn)的右孩子。
例如下圖,一棵樹(shù)經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟轉(zhuǎn)換為一棵二叉樹(shù)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
2、森林轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù)
---- 森林是由若干棵樹(shù)組成的,所以完全可以理解為:森林中的每一棵樹(shù)都是兄弟,可以按照兄弟的處理辦法來(lái)操作。
步驟如下:
--1)把每個(gè)樹(shù)轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù)。
--2)第一棵二叉樹(shù)不動(dòng),從第二棵二叉樹(shù)開(kāi)始,依次把后一棵二叉樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)作為前一棵二叉樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)的右孩子,用線連接起來(lái)。
當(dāng)所有的二叉樹(shù)連接起來(lái)后就得到了由森林轉(zhuǎn)換來(lái)的二叉樹(shù)。
如下圖所示,將森林的三棵樹(shù)轉(zhuǎn)化為一棵二叉樹(shù):
? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
3、二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為樹(shù)
---- 二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為樹(shù)是樹(shù)轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù)的逆過(guò)程,反過(guò)來(lái)做。步驟如下:
--1)加線。若某結(jié)點(diǎn)的左孩子結(jié)點(diǎn)存在,則將這個(gè)左孩子的右孩子結(jié)點(diǎn)、右孩子的右孩子結(jié)點(diǎn).....右孩子的右孩子的右孩子的結(jié)點(diǎn)。。
左孩子的n個(gè)右孩子結(jié)點(diǎn)都作為此結(jié)點(diǎn)的孩子。將該結(jié)點(diǎn)與這些右孩子結(jié)點(diǎn)用線連接起來(lái)。
--2)去線。刪除原二叉樹(shù)中所有結(jié)點(diǎn)與其右孩子結(jié)點(diǎn)的連線。
--3)層次調(diào)整。使之結(jié)構(gòu)層次分明。
---- 轉(zhuǎn)換過(guò)程如下圖所示:
? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
4、二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為森林
---- 判斷一棵二叉樹(shù)能夠轉(zhuǎn)換為一棵樹(shù)還是森林,只要看這棵二叉樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)有沒(méi)有右孩子,有就是森林,沒(méi)有就是一棵樹(shù)。
如果是轉(zhuǎn)換成森林,步驟如下:
--1)從根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始,若右孩子存在,則把與右孩子結(jié)點(diǎn)的連線刪除,再查看分離后的二叉樹(shù),若右孩子存在,則連線刪除......,
直到所有右孩子連線都刪除為止,得到分離的二叉樹(shù)。
--2)再將每棵分離后的二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為樹(shù)即可。
5、樹(shù)與森林的遍歷
---- 樹(shù)的遍歷分為兩種方式:
--1)一種是先根遍歷樹(shù),即先訪問(wèn)樹(shù)的根結(jié)點(diǎn),然后依次先根遍歷根的每棵子樹(shù)。
--2)另一種是后根遍歷,即先依次后根遍歷每棵子樹(shù),然后再訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。
? ? ? ? ? ? ?
如上圖的樹(shù),先根遍歷序列為ABEFCDG,后根遍歷序列為EFBCGDA。
---- 森林的遍歷也分為兩種方式:
--1)前序遍歷:先訪問(wèn)森林中第一棵樹(shù)的根結(jié)點(diǎn),然后再依次先根遍歷根的每棵子樹(shù),再依次用同樣方式遍歷除去第一棵樹(shù)的剩余樹(shù)
構(gòu)成的森林。
--2)后序遍歷:先訪問(wèn)森林中第一棵樹(shù),后根遍歷的方式遍歷每棵子樹(shù),然后再訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn),再依次同樣方式遍歷除去第一棵樹(shù)的剩余
樹(shù)構(gòu)成的森林。
? ? ? ? ? ?
如上圖有三棵樹(shù)的森林,前序遍歷序列的結(jié)果是:ABCDEFGHJI。后續(xù)遍歷的結(jié)果是:BCDAFEJHIG。
通過(guò)對(duì)森林轉(zhuǎn)化為的二叉樹(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):
森林的前序遍歷和二叉樹(shù)的前序遍歷結(jié)果相同,森林的后序遍歷和二叉樹(shù)的中序遍歷結(jié)果相同。
---- 當(dāng)以二叉鏈表做樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí),樹(shù)的先根遍歷和后根遍歷完全可以借用二叉樹(shù)的前序遍歷和中序遍歷的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
找到了對(duì)樹(shù)和森林這種復(fù)雜問(wèn)題的簡(jiǎn)單解決辦法。