python基础知识学习——⼆叉树的绘制 基于⼆叉堆的⼆叉树绘制⽅法
注:本⽂所述⽅法中的⼆叉树以链表的形式存储。
1 绘图前准备。
⾸先你的⼆叉树要以链表的形式存储,你的节点类中⽅法的命名要如下所⽰:
class BinaryTree:
def __init__(self,value):
self.value=value
self.left=None
self.right=None
self.indexInHeap=None
def getIndexHeap(self):
return self.indexInHeap
def setIndexHeap(self,value):
self.indexInHeap=value
def insertLeft(self,newNode):
if self.left==None:
self.left=BinaryTree(newNode)
else:
t=BinaryTree(newNode)
t.left=self.left
self.left=t
def insertRight(self,newNode):
if self.right==None:
self.right=BinaryTree(newNode)
else:
t=BinaryTree(newNode)
t.right=self.right
self.right=t
def getValue(self):
return self.value
def setValue(self,value):
self.value=value
def getRightChild(self):
return self.right
def getLeftChild(self):
return self.left
2、绘图的基本思想
⾸先通过⼆叉树的⾼度,得出最底层满⼆叉树的叶⼦节点树,随后将该树满⼆叉树的叶节点求出,然后层层向上递推,求出所有节点的坐标,然后存为⼆叉堆数组。同时将你的⼆叉树存为⼆叉堆数组,⼆者⼀⼀对应,通过mathplo的annotate进⾏绘制。
注:有⼈回复的时候我再介绍详细的思想;
所有涉及的函数以及简单⽰例如下:
import matplotlib.pyplot as plt
from treeClass import myOwnTree
def getNumberOfLeafs(tree):
leafNumber = 0##对应none节点
if tree:
if RightChild() and LeftChild():
leafNumber+=1
else:
leafNumber+=LeftChild())
leafNumber += RightChild())
return leafNumber
def getDeepOfTree(tree):
maxDeep=0#不符合情况的那个是0
if tree:
maxLeft=LeftChild())
maxRight=RightChild())
if maxLeft>maxRight:
maxDeep=maxLeft
return 1+maxLeft
else:
maxDeep=maxRight
return 1+maxRight
return maxDeep
def printTreePre(tree):
if tree:
Value())
LeftChild())
RightChild())
# tree(treeLen-4)
def getDuiIndex(tree):
if tree:
LeftChild():
LeftChild().setIndexHeap(IndexHeap())
RightChild():
RightChild().setIndexHeap(2 * IndexHeap()+1)
二叉树的遍历python LeftChild())
RightChild())
def getDuiHelp(list,tree):
if tree:
IndexHeap()]=Value()
getDuiHelp(LeftChild())
getDuiHelp(RightChild())
return list
def getDuiList(tree):
getDuiIndex(tree)#给每个节点添加堆序号
h=getDeepOfTree(tree)
res=[None for i in range(2**h-1)]
res.insert(0,0)
return getDuiHelp(res,tree)
def drawBinaryTree(r,nodeType=dict(box, fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")):
# 接下来⽤我的⽅式画这个图
fig = plt.figure(1, facecolor="white")
fig.clf()
ax1 = plt.subplot(111, frameon=False)
h = getDeepOfTree(r)
if h==1:#如果只有⼀层
ax1.Value(), va="center", ha="center", xy=(0.5,0.5), bbox=nodeType) ##画出这个点 return None
w = getNumberOfLeafs(r)
detH = 1 / (h - 1)
yAxis = []
startY = 0
while startY <= 1:
yAxis.append(startY)
startY += detH
allLeafs = 2 ** (h - 1)
detX = 1 / (allLeafs - 1)
leafPos = []
startX = 0
while startX <= 1:
leafPos.append(startX)
startX += detX
allXList = []
while len(leafPos) >= 1:
allXList.append(leafPos)
tempList = []
i = 0
while i < len(leafPos) - 1:
tempList.append((leafPos[i] + leafPos[i + 1]) / 2)
i += 2
leafPos = tempList
allXList = allXList[::-1]
finPos = []
for xList, y in zip(allXList, yAxis[::-1]):
for item in xList:
finPos.append([item, y])
finPos.insert(0, 0) # 为了使下标满⾜左右⼦树之间的关系,这⾥在开始的位置添加占位符
##接下来将⼆叉树存为⼆叉堆的形式
r.setIndexHeap(1)
duiListForR = getDuiList(r)
##开始画
for i in range(1, len(duiListForR)):
if duiListForR[i]:
##然后画出这个点指出去的箭头
if 2*i
ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i][0],finPos[2*i][1]),va="center",
ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrow))##画出这个点
ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i+1][0],finPos[2*i+1][1]),va="center",
ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrow))##画出这个点
for i in range(1, len(duiListForR)):
if duiListForR[i]:
ax1.annotate(duiListForR[i],va="center", ha="center",xy= (finPos[i][0], finPos[i][1]),bbox=nodeType)##画出这个点 if __name__ == '__main__':
r = myOwnTree.BinaryTree("a")
r.insertLeft("b")
r.insertRight("c")
r.getRightChild().insertLeft("d")
r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")
r.getLeftChild().insertRight("f")
r.getLeftChild().insertLeft("h")
r.getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("i")
r.getLeftChild().getLeftChild().insertRight("k")
r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertRight("l")
r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("m")
# ##⽣成⼀个图⽚,图⽚上进⾏注释
# toothType=dict(box, fc="0.8")#波浪形
leafNod=dict(box, fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")#圆形
drawBinaryTree(r,leafNod)
绘制的效果如下图所⽰:
3、如果你觉得上⾯写的过于⿇烦
如果你对绘制和⼆叉树的操作过程不求甚解,只求应⽤的话,我的代码已经上到了git上。 github上的代码
下载下来之后将⾥⾯的两个⽂件夹拷到你的项⽬⾥,然后就可以直接引⽤了:
#画图函数
import drawPicture.viewBinaryTree as binaryView
#导⼊⼆叉树的构建类
OwnTree import BinaryTree
##随意构建树
r = BinaryTree("a")
r.insertLeft("b")
r.insertRight("c")
r.getRightChild().insertLeft("d")
r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")
r.getLeftChild().insertRight("f")
##画出来
leafNod=dict(box, fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")
binaryView.drawBinaryTree(r,leafNod)
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