在不使用树数据结构的情况下,从二叉树中删除节点及其所有子节点

时间:2018-04-02 21:19:28

标签: python arrays python-2.7 tree binary-tree

假设我有一个数组作为输入,比如说

  

array = -1 0 0 1 2 1 3 5 5 6 6

(这实际上是二叉树的父数组表示)

在这种情况下,树看起来像这样:

         0
       /   \
      1     2
     / \   /
    3   5 4
   /   / \
  6   7   8
 / \
9  10

我有另一个输入,比如说

  

input = 1

(这是要从树中删除的节点)

我想要实现的基本上是:

  1. 删除数组[输入]
  2. 在剩余数组中搜索输入变量
  3. 删除所有带有value = input
  4. 的元素
  5. 存储已删除值的索引
  6. 在剩余数组中搜索value = indices
  7. 删除这些元素并存储其索引
  8. 从第5步开始重复,直到无法删除任何内容
  9. 这是我想到的删除节点及其所有子节点的算法。

    所以基本上对于上面给出的样本输入,输出应该是:

      

    -1 0 2

    我选择不使用树数据结构,因为我觉得从父数组构造树,然后搜索节点并删除它可能会更慢(尽管我可能错了)。

    我还没有能够在代码中实现这一点,我只是有逻辑。每当我尝试编写伪代码时,我的逻辑中的一个或多个问题就变得可见了。这就是为什么我没有具体的代码在这里发布。所以我不知道这需要多长时间。

    这是一个类赋值的问题,只使用树数据结构就可以了,但是如果可能的话,我想在这种情况下实现更好的解决方案。

    感谢任何帮助。无需给我完整的代码。只是一些指针就足够了。

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

以下是算法略有修改版本的实现。

不同之处在于我们不会一个接一个地清除一个级别,而是一次性完成清除。这使用了这样一个事实,即孩子总是在他们父母的右边,所以如果我们只是通过列表一次并标记要删除的所有内容,我们就不会错过任何内容。

这使得树处于非规范状态,因为删除的节点仍然存在,它们只是标记为要删除(通过将其父项设置为-2)。

因此,我还添加了一个opotional压缩步骤,删除这些节点并重新编号其余节点,以便其余节点编号为0,1,2,......没有间隙。

from itertools import islice, count

def delete_branch_from_tree(parents, branch_root,
                            compress=False, inplace=False):
    n = len(parents)
    if not inplace: # make a copy
        parents = parents[:]
    if branch_root == 0:
        parents[:] = [] if compress else n * [-2]
        return parents
    # -2 will indicate missing nodes
    parents[branch_root] = -2
    for node in range(branch_root+1, n):
        if parents[parents[node]] == -2:
            parents[node] = -2
    if compress: # remove nodes marked as missing, renumber the other ones
        c = count()
        new_number = [None if parent==-2 else next(c) for parent in parents]
        parents[:] = [new_number[parent] for parent in parents if parent != -2]
        # -1 was not in the lookup table (new_number), must fix manually
        parents[0] = -1
    return parents

演示:

>>> tree = [-1, 0, 0, 1, 2, 1, 3, 5, 5, 6, 6]
>>> 
>>> delete_branch_from_tree(tree, 1)
[-1, -2, 0, -2, 2, -2, -2, -2, -2, -2, -2]
>>> delete_branch_from_tree(tree, 1, compress=True)
[-1, 0, 1]
>>> delete_branch_from_tree(tree, 5)
[-1, 0, 0, 1, 2, -2, 3, -2, -2, 6, 6]
>>> delete_branch_from_tree(tree, 5, compress=True)
[-1, 0, 0, 1, 2, 3, 5, 5]