2021/10/25 python数据结构：基于python的二叉树结构，四种遍历以及树的还原

# 导入队列库
from collections import deque


class BiTreeNode:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.l_child = None
        self.r_child = None


# 前序遍历
def pre_order(root):
    """
    传入根节点，前序遍历，根据中左右的原则去走。
    :param root:
    :return:
    """
    if root:
        print(root.data, end=' ')
        pre_order(root.l_child)
        pre_order(root.r_child)


# 中序遍历
def mid_order(root):
    """
    根据左中右原则去遍历。
    :param root:
    :return:
    """
    if root:
        mid_order(root.l_child)
        print(root.data, end=' ')
        mid_order(root.r_child)


# 后续遍历
def post_order(root):
    """

    :param root:
    :return:
    """
    if root:
        post_order(root.l_child)
        post_order(root.r_child)
        print(root.data, end=' ')


# 层次遍历
def level_order(root):
    """
    利用队列实现层次遍历。
    :param root:
    :return:
    """
    que = deque()
    que.append(root)
    while len(que) > 0:
        node = que.popleft()
        print(node.data, end=' ')
        if node.l_child:
            que.append(node.l_child)
        if node.r_child:
            que.append(node.r_child)


# 根据前序和中序遍历顺序生成树
def buildTree(pre_order_list, in_order_list):
    """
    传入两个列表，前者为前序遍历，后者为中序遍历。前序找根，中序找左右子树。递归生成，函数内写函数
    :param pre_order_list:
    :param in_order_list:
    :return:
    """
    hash = {
    
    val: i for i, val in enumerate(in_order_list)}

    def create_recur(root_index, left, right):
        if left > right:
            return None
        # 获取当前需要的根节点
        root = BiTreeNode(data=pre_order_list[root_index])
        # 获取根节点在中序中的位置，确定左子树和右子树，这里明显需要一个记录中序遍历节点位置的hash
        in_index = hash[root.data]
        root.l_child = create_recur(root_index + 1, left, in_index - 1)
        root.r_child = create_recur(root_index + 1 + in_index - left, in_index + 1, right)
        return root

    return create_recur(0, 0, len(in_order_list) - 1)

今天主要是看到一道力扣的中等题，还原二叉树，因为最近面试，所以就刷一些算法，想着顺便把二叉树这块的东西复习了，结果复习了一会，看到了一些已经遗忘的，像类似于二叉搜索树这类，就暂时先把代码记录着。等后期整理到一个类中。

这道题目说是中等题其实也不过如此吧，解法还是很多的。应该主要考验思路，有几个点还是需要清楚的。
题目思路：

1. 利用递归分而治之，树既然可以递归遍历，那就可以递归生成，这个思路也不难想到，前序遍历遵循《根左右》的规律，中序遍历遵循《左根右的结构》，那么前序的序列就是寻找根节点的序列，中序的序列就是确定左右子树的序列，通过前序确定的跟节点，到中序这里进行分治递归即可，代码在上面很容易看懂。
2. 这里唯一值得一提的点是，利用切片同样的思路，整体效率会差很多，个人思考是切片在不断的递归中本身占据太多的缓存，其空间和速度都远远不如游标的写法，所以个人建议非特别情况下还是用游标去写类似算法，切片固然对程序员方便，但是对cpu确实不方便。