Получение глубины узла Binary-Tree не рекурсивно - PullRequest
Новая
       35

Получение глубины узла Binary-Tree не рекурсивно

2 голосов
/ 17 июня 2009

Может ли кто-нибудь указать способ получения глубины узла в двоичном дереве (не сбалансированного или BST) без использования рекурсии ? В идеале на Java / C / C #

Узел представлен как: 

class Node
{
  Node Left;
  Node Right;
  string Value;
  int Depth;
}

Первым делом я подумал об использовании порядка уровней со списком FIFO, но я был озадачен определением изменения уровня, особенно для несбалансированных деревьев.

Ответы [ 4 ]

6 голосов
/ 17 июня 2009

Полагаю, вы имеете в виду заполнение значения глубины на узле и / или определение максимальной глубины. Один из способов сделать это - использовать два списка и выполнить порядок уровней, как это предлагается. Это было бы сродни: 

int level=0;
List<Node> currentLevel = new List<Node>{root};
while(currentLevel.Count != 0)
{
  List<Node> nextLevel = new List<Node>{};
  foreach(Node node in currentLevel)
  {
    if(node.Right!=null) nextLevel.Add(node.Right);
    if(node.Left != null) nextLevel.Add(node.Left);
    node.Depth=level;
  }
  level++;
  currentLevel=nextLevel;
}

По сути, вы перечисляете каждый узел на данном уровне, а затем находите каждый узел на следующем уровне; пока у вас не закончатся узлы / уровни. Очевидно, что список можно заменить практически любым списком, таким как структура данных (связанный список, очередь и т. Д.). И последним значением 'level' будет максимальная глубина + 1. Я подозреваю.

Еще одно уточнение, основанное на повторном прочтении вопроса; если вы ищете узел с определенным значением и хотите найти его глубину, вы должны изменить цикл foreach, добавив в него «if (node.Value == searchValue) return level;». И, технически, если вы ищете конкретное значение, вам следует не выполнять обход уровня заказа, а искать значение, используя соответствующие свойства двоичного дерева (например, val

6 голосов
/ 17 июня 2009

Вы можете реализовать любой метод восстановления со стеком, который так или иначе работает в режиме восстановления. Представьте, что ваша функция восстановления выглядит как 

function int getDepth (Node head, string val)
{
    if (head == NULL)
        return -1;

    if (val == head.Value)
        return head.Depth;

    return MAX(getDepth(head.Left, val), getDepth(head.Right, val);
}

Невосстанавливающая функция выглядит примерно так: 

function int getDepth (Node head, string val)
{
    Stack s = new Stack();

    s.push(head);

    while(s.count > 0)
    {
        Node temp = s.pop();

        if (temp != NULL)
        {
            if (s.Value == val)
                return s.Depth;
            else
            {
                s.push(temp.Left);
                s.push(temp.Right);
            }
        }

    }


    return -1;
}

EDIT:

Эта функция устанавливает глубину для каждого узла 

function void setDepth (Node head)
{
    Stack s = new Stack();

    head.Depth = 0;
    s.push(head);

    while(s.count > 0)
    {
        Node temp = s.pop();

        if (temp != NULL)
        {
            if (temp.Left != NULL)
            {
                temp.Left.Depth = temp.Depth + 1;
                s.push(temp.Left);
            }

            if (temp.Right != NULL)
            {
                temp.Right.Depth = temp.Depth + 1;
                s.push(temp.Right);
            }
        }

    }

}
2 голосов
/ 11 июля 2010

Вот более простое решение, я думаю. Если структура данных допускает произвольное количество дочерних элементов, это решение можно легко изменить и для этого случая: 

int getDepthNoRecursion(Node n) {
  if(n == null) {
    return 0;
  }
  int retval = 0;
  n.depth = 1;
  Stack s = new Stack();
  s.push(n);
  while(!s.isEmpty()) {
    Node n = (Node) s.pop();
    int currDepth = n.depth;
    if(currDepth > retval) {
      retval = currDepth;
    }
    if(n.left != null) {
      n.left.depth = currDepth + 1;
      s.push(n.left);
    }
    if(n.right != null) {
      n.right.depth = currDepth + 1;
      s.push(n.right);
    }
  }
  return retval;
}
class Node {
  Node left;
  Node right;
  int depth = 0;
}
0 голосов
/ 24 апреля 2011

Вот наиболее эффективное решение, которое я придумал (C ++). Хитрость заключается в том, чтобы использовать вторую очередь для хранения дочерних элементов всех узлов на вашем текущем уровне. Это будет работать для сбалансированных и несбалансированных бинарных деревьев. 

template <class T>
struct TreeNode {
  TreeNode<T>* left_;
  TreeNode<T>* right_;
  T* data_;
};

template <class T>
int find_depth( const TreeNode<T>* root ) {   
  if ( root == NULL ) return 0;
  int depth = 0;
  std::queue<const TreeNode<T>*>* q1 = new std::queue<const TreeNode<T>*>;
  std::queue<const TreeNode<T>*>* q2 = new std::queue<const TreeNode<T>*>;
  q1->push( root );
  while ( !q1->empty() ) {
    // At the top of the outer loop q1 contains a complete horizontal level of the tree                                                                                  
    depth++;

    // Swap the queue pointers to avoid any deep copies                                                                                                                  
    std::queue<const TreeNode<T>*>* tmpQ = q2;
    q2 = q1;
    q1 = tmpQ;

    // Iterate over this level, inserting all children into q1                                                                                                           
    while( !q2->empty() ) {
      const TreeNode<T>* node = q2->front();
      if ( node->left_ != NULL ) q1->push( node->left_ );
      if ( node->right_ != NULL ) q1->push( node->right_ );
      q2->pop();
    }
  }
  delete q1;
  delete q2;
  return depth;
}
...