二元樹的拜訪 結合 DFS深度優先模板

二元樹的拜訪 結合 DFS深度優先模板

更新於 發佈於 閱讀時間約 8 分鐘
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其實常見的tree traversal(前序、中序、後序拜訪),

背後的核心觀念都是相同的。

Tree traversal其實就是探索整顆樹的搜索空間,也可以說是探索整顆樹

只是指定順序略有不同而已。

再次回顧,經典的DFS模板

def dfs( parameter ):
 
 if stop condition:
  # update final result if needed
  return result
 
 # general cases:
 dfs( updated parameter )
 return result



宏觀的結構

應用到樹的搜索,preorder/ inorder/ postorder traversal 就變成

請留意註解中,有特別標出preorder / inorder / postorder 所在的順序

def dfs( parameter ):

if stop condition:
# update final result if needed
return []

# general cases:


# preorder: add current node to path

dfs( left sub tree )

# inorder: add current node to path

dfs( right sub tree )

# postorder: add current node to path

return path

其實三者背後的架構是共通的,只有次序稍微調整一下而已


具象化成preorder traversal,就變成了這個樣子

Preorder traversal 的拜訪順序與抽象模型

Preorder traversal 的拜訪順序與抽象模型

class Solution:
 def preorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
  
  traversal_path = []
  
  def preorder( node ):
   
   if node:
   
    # DFS with preorder:
    # current, current.left, current.right
    traversal_path.append( node.val )
    preorder( node.left )
    preorder( node.right )
  
  # -----------------------------------
  preorder(root)
  return traversal_path

如果再用functional programming 的方式改寫,就變成

class Solution:
 def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
  
  preOrder = lambda node: ( [node.val] + preOrder(node.left) + preOrder(node.right) ) if node else []
  
  return preOrder(root)


再具象化成inorder traversal,就變成了這個樣子

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class Solution:
 def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
  
  traversal_path = []
  
  def inorder( node ):
   
   if node:
   
    # DFS with inorder:
    # current.left, current, current.right
    inorder( node.left )
    traversal_path.append( node.val )
    inorder( node.right )
  
  # -----------------------------------
  inorder(root)
  return traversal_path

如果再用functional programming 的方式改寫,就變成

class Solution:
 def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:

  inOrder = lambda node: ( inOrder(node.left) + [node.val] + inOrder(node.right) ) if node else []

  return inOrder(root)

同樣的手法,

再具象化成postorder traversal,就變成了這個樣子

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class Solution:
 def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
  
  traversal_path = []
  
  def postorder( node ):
   
   if node:
   
    # DFS with postorder:
    # current.left, current.right, current
    postorder( node.left )
    postorder( node.right )
    traversal_path.append( node.val )
  
  # -----------------------------------
  postorder(root)
  return traversal_path

如果再用functional programming 的方式改寫,就變成

class Solution:
 def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:
  
  postOrder = lambda node: ( postOrder(node.left) + postOrder(node.right) + [node.val] ) if node else []

  return postOrder(root)



Reference

[1] https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/

[2] https://leetcode.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/

[3] https://leetcode.com/problems/binary-tree-postorder-traversal/

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小松鼠的演算法樂園
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由有業界實戰經驗的演算法工程師, 手把手教你建立解題的框架, 一步步寫出高效、清晰易懂的解題答案。 著重在讓讀者啟發思考、理解演算法,熟悉常見的演算法模板。 深入淺出地介紹題目背後所使用的演算法意義,融會貫通演算法與資料結構的應用。 在幾個經典的題目融入一道題目的多種解法,或者同一招解不同的題目,擴展廣度,並加深印象。
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