数据结构之完全二叉树——顺序存储结构(php代码实现)
SqArr=$arr; $this->root=$this->SqArr[0]; $this->length=count($this->SqArr); } /** * @return bool * 判断完全二叉树是否为空 */ public function BiTreeEmpty(){ if(!$this->root){ //如果为null,0,‘’,false等都是表示空树 return true; }else{ return false; } } /** * @return int|string * 思路:1.如果树的节点总个数大于最大层数上一层的节点个数,并且小于等于最大层的个数,则即可找出最大层数. */ public function BiTreeDepth(){ $i=1; //$i表示树的层数 while($i){ //此判断是根据上面关系2.k层的节点数最多为pow(2,k)-1 if($this->length>pow(2,$i-1)-1 && $this->length<=pow(2,$i)-1){ return $i; } $i++; } return 'ERROR'; } /** * @param $level 表示要返回的节点在第几层 * @param $pos 表示要返回的节点在此层的位置,$pos的值是大于等于1的整合素 * @return string 表示如果输入的层数大于最大层数,就返回Error * 思路:1.如果$level大于树的最大深度并且$pos小于1,则返回错误 * 2.如果返回元素的下标序号<=当前层的最大下标序号,则说明存在应用元素 */ public function Value($level,$pos){ if($level>$this->BiTreeDepth() && $pos<1){ return 'Error'; } $elmpos=pow(2,$level-1)-2+$pos;//表示要返回的元素的下标 if($elmpos<=pow(2,$level)-2){ return $this->SqArr[$elmpos]; } return 'Error'; } /** * @param $level * @param $pos * @param $value * @return string * 给第几层,第几个位置的节点赋予新值 * 思路:同上 */ public function Assign($level,$pos,$value){ if($level>$this->BiTreeDepth() && $pos<1 && !$value){ return 'Error'; } $elmpos=pow(2,$level-1)-2+$pos;//表示要返回的元素的下标 if($elmpos<=pow(2,$level)-2){ $this->SqArr[$elmpos]=$value; } } /** * @param $elem 表示给定要找双亲的元素 * 返回给定元素的双亲 * 思路:1.找出$elem元素所在的下标; * 2.根据子节点与双亲节点之间的关系(最上面的第3条),返回此元素(除了根节点)的双亲节点; */ public function Parent($elem){ //因为下标为0的节点为根节点,所以要从1开始计算 for($i=1;$i<$this->length;$i++){ if($this->SqArr[$i]==$elem){ return $this->SqArr[($i+1)/2-1]; } } return 'Error'; } /** * @param $elem * @return string * 返回给定元素的左孩子 * 思路:1.找出$elem元素所在的下标; * 2.根据最上面的4条,得出左孩子的下标为2*$i+1。但2*$i+1必须小于$this->length,否则就过界了 */ public function LeftChild($elem){ for($i=0;$i<$this->length;$i++){ if($this->SqArr[$i]==$elem && $i*2+1<$this->length){ return $this->SqArr[$i*2+1]; } } return 'Error'; } /** * @param $elem * @return string * 返回给定元素的右孩子 * 思路:1.找出$elem元素所在的下标; * 2.根据最上面的4条,得出右孩子的下标为2*$i+2。但2*$i+2必须小于$this->length,否则就过界了 */ public function RightChild($elem){ for($i=0;$i<$this->length;$i++){ if($this->SqArr[$i]==$elem && $i*2+2<$this->length){ return $this->SqArr[$i*2+2]; } } return 'Error'; } /** * @param $elem * @return string * 返回给定元素的左兄弟 * 思路:1.找出$elem元素所在的下标; * 2.根据最上面的6条,得出左孩子的下标为$i-1,并且$i对2取余必须为0 * */ public function LeftSibling($elem){ for($i=0;$i<$this->length;$i++){ if($this->SqArr[$i]==$elem && $i%2==0){ return $this->SqArr[$i-1]; } } return 'Error'; } /** * @param $elem * @return string * 返回给定元素的右兄弟 * 思路:1.找出$elem元素所在的下标; * 2.根据最上面的5条,得出右孩子的下标为$i+1,并且$i对2取余必须为1.并且$i+1必须小于$this->length,否则就会出界. * */ public function RightSibling($elem){ for($i=0;$i<$this->length;$i++){ if($this->SqArr[$i]==$elem && $i%2 && $i+1<$this->length){ return $this->SqArr[$i+1]; } } return 'Error'; } /** * 先序遍历 * 注:此处之所以使用两个方法来完成是因为this->SqArr本身就是一棵树 * 在类中无法给自己传递参数,只能间接调用。 */ public function preTraverse(){ if(!$this->root){ return 'Error'; } $this->PreOrderTraverse($this->SqArr[0],0); return self::$preArr; } public function PreOrderTraverse($root,$id){ if(!$root){ return 'Error'; } self::$preArr[]=$root; if($id*2+1<$this->length && $root){ $this->PreOrderTraverse($this->SqArr[$id*2+1],$id*2+1); } if($id*2+2<$this->length && $root){ $this->PreOrderTraverse($this->SqArr[$id*2+2],$id*2+2); } } //中序遍历 public function inTraverse(){ if(!$this->root){ return 'Error'; } $this->InOrderTraverse($this->SqArr[0],0); return self::$inArr; } public function InOrderTraverse($root,$id){ if(!$root){ return 'Error'; } if($id*2+1<$this->length && $root){ $this->InOrderTraverse($this->SqArr[$id * 2 + 1], $id * 2 + 1); } self::$inArr[]=$root; if($id*2+2<$this->length && $root){ $this->InOrderTraverse($this->SqArr[$id * 2 + 2], $id * 2 + 2); } } //后序遍历 public function postTraverse(){ if(!$this->root){ return 'Error'; } $this->PostOrderTraverse($this->SqArr[0],0); return self::$postArr; } public function PostOrderTraverse($root,$id){ if(!$root){ return 'Error'; } if($id*2+1<$this->length && $root){ $this->PostOrderTraverse($this->SqArr[$id * 2 + 1], $id * 2 + 1); } if($id*2+2<$this->length && $root){ $this->PostOrderTraverse($this->SqArr[$id * 2 + 2], $id * 2 + 2); } self::$postArr[]=$root; } //层序遍历 public function LevelOrderTraverse(){ for($i=0;$i<$this->length;$i++){ $arr[]=$this->SqArr[$i]; } return $arr; } }
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