二叉树的遍历(python实现)

# -*- coding: gb2312 -*-

class Queue(object):

def __init__(self):
self.q = []

def enqueue(self, item):
self.q.append(item)

def dequeue(self):
# if self.q != []:
if len(self.q)>0:
return self.q.pop(0)
else:
return None

def length(self):
return len(self.q)

def isempty(self):
return len(self.q)==0

class Stack(object):
def __init__(self):
self.s = []

def push(self, item):
self.s.append(item)

def pop(self):
if self.s !=[]:
item = self.s.pop(-1)
else:
item = None
return item

def length(self):
return len(self.s)

def isempty(self):
return self.s == []

def top(self):
return self.s[-1]

class TreeNode(object):

def __init__(self, data, left=None, right=None):
self.data = data
self.left = left
self.right = right
self.visited = False

def setData(self, data):
self.data = data

def setLeft(self, left):
self.left = left

def setRight(self, right):
self.right = right

def visit(self):
print self.data,
self.visited = True

def deVisit(self):
self.visited = False

class BinaryTree(object):
def __init__(self, root):
self.root = root

# 前序遍历(递归)
def freshVisit(self, node):
if node is not None:
node.deVisit()
if node.left:
self.freshVisit(node.left)
if node.right:
self.freshVisit(node.right)

# 前序遍历(递归)
def preOrder(self, node):
if node is not None:
node.visit()
if node.left:
self.preOrder(node.left)
if node.right:
self.preOrder(node.right)

# 中序遍历(递归)
def inOrder(self, node):
if node.left:
self.inOrder(node.left)
if node is not None:
node.visit()
if node.right:
self.inOrder(node.right)

# 后序遍历(递归)
def postOrder(self, node):
if node.left:
self.postOrder(node.left)
if node.right:
self.postOrder(node.right)
if node is not None:
node.visit()

# 递归遍历
def orderTraveral(self, type):
if type == 0:
self.preOrder(self.root)
elif type == 1:
self.inOrder(self.root)
elif type == 2:
self.postOrder(self.root)

# 前序遍历(非递归)
# 用到一个栈和一个队列
# 首先是根节点入栈，再循环出栈
# 出栈元素不为空，则访问
# 出栈元素有左孩子节点则入栈，如果有右孩子节点则入队列
# 出栈元素为空，则访问队列
# 队列也为空则结束循环,否则队列元素出队
# 访问出队元素，出队元素有左孩子节点则入栈，出队元素有右孩子节点则入队列
# 循环直到最后退出
def preOrderByNotRecursion(self):
s = Stack()
q = Queue()
q.enqueue(self.root)

while not s.isempty() or not q.isempty():

if not q.isempty():
item = q.dequeue()
item.visit()
if item.left:
q.enqueue(item.left)
if item.right:
s.push(item.right)
elif not s.isempty():
item = s.pop()
item.visit()
if item.left:
q.enqueue(item.left)
if item.right:
s.push(item.right)

# 前序遍历(非递归)
# 用到一个栈
# 首先是根节点入栈，再循环出栈
# 栈顶元素不为空，则访问, 并置已访问标志
# 如栈顶元素有左孩子节点则入栈
# 若栈顶元素已访问，则出栈
# 出栈元素若有右孩子节点则入栈
# 循环直到栈无元素退出
def preOrderByNotRecursion2(self):
s = Stack()
s.push(self.root)

while not s.isempty():
item = s.top()
if item.visited:
s.pop()
if item.right:
s.push(item.right)
else:
item.visit()
if item.left:
s.push(item.left)

# 中序遍历(非递归)
# 用到一个栈
# 先将根节点入栈，循环出栈
# 如果出栈元素有左孩子节点并且左孩子节点没有访问过则入栈
# 反之，则出栈并且访问；如果出栈元素有右孩子节点则入栈
# 重复以上循环直到栈为空
def inOrderByNotRecursion(self):
s = Stack()
s.push(self.root)

while not s.isempty():
item = s.top()
while(item.left and not item.left.visited):
s.push(item.left)
item = item.left
else:
item = s.pop()
item.visit()
if item.right:
s.push(item.right)

# 后序遍历(非递归)
# 用到一个栈
# 先将根节点入栈，循环出栈
# 如果出栈元素有左孩子节点并且左孩子节点没有访问过则入栈
# 反之，如果栈顶元素如果有右孩子节点并且右孩子节点没有访问过，则入栈
# 否则，出栈并访问
# 重复以上循环直到栈为空
def postOrderByNotRecursion(self):
s = Stack()
s.push(self.root)

while not s.isempty():
item = s.top()
while(item.left and not item.left.visited):
s.push(item.left)
item = item.left
else:
if item.right and not item.right.visited:
s.push(item.right)
else:
item = s.pop()
item.visit()

# 层次遍历(非递归)
# 用到一个队列
# 先将根节点入队列
# 从队列取出一个元素，访问
# 如有左孩子节点则入队，如有右孩子节点则入队
# 重复以上操作直到队列入空
def layerOrder(self):
q = Queue()
q.enqueue(self.root)

while not q.isempty():
item = q.dequeue()
item.visit()
if item.left:
q.enqueue(item.left)
if item.right:
q.enqueue(item.right)

#           A
#       B           C
#   D       E   F       G
#H
if __name__ == '__main__':

nE = TreeNode('E');
nF = TreeNode('F');
nG = TreeNode('G');
nH = TreeNode('H');
nD = TreeNode('D', nH);
nB = TreeNode('B', nD, nE);
nC = TreeNode('C', nF, nG);
nA = TreeNode('A', nB, nC);
bTree = BinaryTree(nA);

# 前序递归遍历
print '----------前序遍历(递归)-----------'
bTree.orderTraveral(0)
print '\n----------中序遍历(递归)-----------'
bTree.orderTraveral(1)
print '\n----------后序遍历(递归)-----------'
bTree.orderTraveral(2)

print '\n\n----------前序遍历(非递归)-----------'
print '----------方法一-----------'
bTree.freshVisit(bTree.root)
bTree.preOrderByNotRecursion()
print '\n----------方法二-----------'
bTree.freshVisit(bTree.root)
bTree.preOrderByNotRecursion2()
print '\n\n----------中序遍历(非递归)-----------'
bTree.freshVisit(bTree.root)
bTree.inOrderByNotRecursion()
print '\n\n----------后序遍历(非递归)-----------'
bTree.freshVisit(bTree.root)
bTree.postOrderByNotRecursion()

print '\n\n----------层次遍历(非递归)-----------'
bTree.freshVisit(bTree.root)
bTree.layerOrder()