【Swift】算法練習(xí):二叉樹

前言

本篇整理二叉樹相關(guān)算法的Swift實(shí)現(xiàn)裙椭,實(shí)現(xiàn)方法一部分來自網(wǎng)絡(luò),一部分筆者自己編寫署浩。由于水平有限揉燃,出現(xiàn)錯誤還請見諒。

一筋栋、遍歷

二叉樹的遍歷方式分為前序炊汤、中序和后序三種。三種遍歷方式都可以通過遞歸實(shí)現(xiàn)弊攘,也可以通過循環(huán)實(shí)現(xiàn)抢腐。下面給出Swift版本的實(shí)現(xiàn)代碼:

1.1 前序遍歷

遞歸實(shí)現(xiàn):

//: 前序遍歷,遞歸實(shí)現(xiàn)
func preOrderTraversal_RE(root: TreeNode?) -> [Int] {
    var res = [Int]()
    _preHelper(root, &res)
    return res
}
// 輔助方法
func _preHelper(_ node: TreeNode?, _ res: inout [Int]) {
    guard let node = node else {return}
    res.append(node.val)
    _preHelper(node.left, &res)
    _preHelper(node.right, &res)
}

非遞歸實(shí)現(xiàn):

func preOrderTraversal(root: TreeNode?) -> [Int] {
    var res = [Int]()
    var stack = [TreeNode]() //輔助棧襟交,存放節(jié)點(diǎn)氓栈。
    var node = root
    while !stack.isEmpty || node != nil {
        if node != nil {
            res.append(node!.val)
            stack.append(node!)
            node = node!.left
        } else {
            node = stack.removeLast().right
        }
    }
    return res
}

1.2 中序遍歷

遞歸實(shí)現(xiàn):

//: 中序遍歷,遞歸實(shí)現(xiàn)
func inOrderTraversal_RE(root: TreeNode?) -> [Int] {
    var nums = [Int]()
    _inHelper(root, &nums)
    return nums
}
// 輔助方法
func _inHelper(_ node: TreeNode?, _ nums: inout [Int]) {
    guard let node = node else {return}
    _inHelper(node.left, &nums)
    nums.append(node.val)
    _inHelper(node.right, &nums)
}

非遞歸實(shí)現(xiàn):

//: 中序遍歷, 非遞歸實(shí)現(xiàn)
func inOrderTraversal(root: TreeNode?) -> [Int] {
    var res = [Int]()
    var stack = [TreeNode]()
    var node = root
    while !stack.isEmpty || node != nil {
        if node != nil {
            stack.append(node!)
            node = node!.left
        } else {
            node = stack.removeLast()
            res.append(node!.val)
            node = node!.right
        }
    }
    
    return res
}

1.3 后序遍歷

遞歸實(shí)現(xiàn):

//: 后序遍歷遞歸
func postOrderTraversal_RE(_ root: TreeNode?) -> [Int] {
    var nums = [Int]()
    _postHelper(root, &nums)
    return nums
}
func _postHelper(_ node: TreeNode?, _ nums:inout [Int]){
    guard let node = node else {return}
    _postHelper(node.left, &nums)
    _postHelper(node.right, &nums)
    nums.append(node.val)
}

非遞歸實(shí)現(xiàn)

//: 后序遍歷
func postOrderTraversal(root: TreeNode?) -> [Int] {
    
    var res = [Int]()
    var stack = [TreeNode]()
    var tagStack = [Int]() 
    var node = root
    
    while !stack.isEmpty || node != nil {
        
        while node != nil {
            stack.append(node!)
            tagStack.append(0)
            node = node!.left
        }
        while !stack.isEmpty && tagStack.last! == 1 {
            tagStack.removeLast()
            res.append(stack.removeLast().val)
        }
        // 訪問左子樹到頭婿着,訪問右子樹
        if !stack.isEmpty {
            tagStack.removeLast()
            tagStack.append(1)
            node = stack.last!.right
        }
    }
    return res
}

參考《二叉樹遍歷算法之三:后序遍歷》- rhwayfunn

二授瘦、二叉樹的深度

//: 計算樹的最大深度
func maxDepth(root: TreeNode?) -> Int {
    guard let root = root else { return 0 }
    return max(maxDepth(root: root.left), maxDepth(root: root.right)) + 1
}

三、二叉樹廣度優(yōu)先遍歷

//: 層次遍歷竟宋,廣度優(yōu)先遍歷提完,需要使用隊(duì)列
func levelOrder(root: TreeNode?) -> [[Int]] {
    var res = [[Int]]()
    var queue = [TreeNode]()
    if let root = root {
        queue.append(root)
    }
    while queue.count > 0 {
        let size = queue.count
        var level = [Int]()
        for _ in 0 ..< size {
            let node = queue.removeFirst()
            level.append(node.val)
            if let left = node.left {
                queue.append(left)
            }
            if let right = node.right {
                queue.append(right)
            }
        }
        res.append(level)
    }
    return res
}

四、判斷是否為二叉搜索樹

//: 判斷是否是二叉搜索樹
func isValidBST(root: TreeNode?) -> Bool {
    return _helper(root, nil, nil)
}
private func _helper(_ node: TreeNode?, _ min: Int?, _ max: Int?) -> Bool {
    guard let node = node else { return true }
    // 所有右子樹的節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)
    if let min = min, node.val <= min {
        return false
    }
    // 所有左子樹的節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)
    if let max = max, node.val >= max {
        return false
    }
    return _helper(node.left, min, node.val) && _helper(node.right, node.val, max)
}

未完待續(xù)ing

五丘侠、小結(jié)

源碼地址:BinaryTree

最后編輯于
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