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  • 目录题目根据数组构建二叉树:用队列,依次取一个结点然后按数组顺序构建左右孩子 题目 请实现两个函数,分别用来序列化和反序列化二叉树。 示例: 你可以将以下二叉树: 1 / \ 2 3 / \ 4 5 序列化为 "[1,2,...

    题目

    请实现两个函数,分别用来序列化和反序列化二叉树。

    示例: 
    
    你可以将以下二叉树:
    
        1
       / \
      2   3
         / \
        4   5
    
    序列化为 "[1,2,3,null,null,4,5]"
    

    根据数组构建二叉树:用队列,依次取一个结点然后按数组顺序构建左右孩子

    根据数组nums[i]构建二叉树:

    • 将根结点放入队列,同时记录已构造结点个数cnt=1;
    • 然后每次从队列中取出一个结点,构建其左、右孩子,再给放进队列。
    • 左右孩子的取值就是nums[cnt]
    • 最后返回根结点

    注意字符串转数字stoi(str)

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * struct TreeNode {
     *     int val;
     *     TreeNode *left;
     *     TreeNode *right;
     *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
     * };
     */
    class Codec {
    public:
    
        // Encodes a tree to a single string.
        string serialize(TreeNode* root) {
            //二叉树层序遍历。输出格式:[1,2,3,null,null,4,5]。
            //注意数字转字符串 to_string(i)
            if( root==NULL ){
                return "null";
            }
            queue<TreeNode*> que;
            //根结点
            que.push(root);
            string output = "";
            while( !que.empty() ){
                int size = que.size();
                for(int i=0; i<size; i++){
                    TreeNode* node = que.front();
                    que.pop();
                    if( node == NULL ){//当前结点为空
                        output += "null,";
                    }else{
                        output += to_string(node->val) + ",";
                        //不管左右子树是否为空,都要放进队列
                        que.push( node->left );
                        que.push( node->right );
                    }
                }
            }
            //从0开始的out.length()-1个字符
            output = "[" + output.substr(0,output.length()-1) + "]"; 
            return output;
        }
    
        // Decodes your encoded data to tree.
        TreeNode* deserialize(string data) {
            //字符串分割,输入格式为:[1,2,3,null,null,4,5]
            if( data=="" || data=="[]" || data=="null"){ //注意这里判断字符串为null!!调试了好久!
                return NULL;
            }
            //按逗号分割
            vector<string> words;
            string temp = "";
            for(int i=1; i<=data.length()-2; i++){//去除了格式首尾的[]
                if(data[i]==','){
                    words.push_back(temp);
                    temp = "";
                }else{
                    temp += data[i];
                }
            }
            words.push_back(temp);
            //开始构建二叉树:将根结点放入队列,同时记录已构造结点个数cnt=1;然后每次从队列中取出一个结点,它的左孩子是arr[cnt]构建的结点,它的右孩子是arr[cnt+1]构建的结点
            //注意字符串转数字stoi(str)
            if( words[0]=="" || words[0]=="null" ){
                return NULL;
            }
            queue<TreeNode *> que;
            int cnt = 0;
            //根结点
            TreeNode *root = new TreeNode(stoi(words[0]));
            que.push(root);
            cnt++; //已构造结点的个数
            //每次从队列中取出一个结点,创建其左右孩子,然后把左右孩子放入队列
            while( cnt<words.size() && !que.empty() ){
                TreeNode *node = que.front();
                que.pop();
                //左孩子
                if( cnt<words.size() && words[cnt]!="null" ){
                    node->left = new TreeNode(stoi(words[cnt])); //左右孩子的取值跟已构造结点的个数有关
                    que.push(node->left);
                }
                cnt++; 
                //右孩子
                if( cnt<words.size() && words[cnt]!="null"){
                    node->right = new TreeNode(stoi(words[cnt])); //左右孩子的取值跟已构造结点的个数有关
                    que.push(node->right);
                }
                cnt++; 
            }
            return root;
        }
    };
    
    // Your Codec object will be instantiated and called as such:
    // Codec codec;
    // codec.deserialize(codec.serialize(root));
    
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  • 请实现两个函数,分别用来序列化和反序列化二叉树。 示例: ...序列化为 "[1,2,3,null,null,4,5]" 注意:本题与主站 297 题相同:https://leetcode-cn.com/problems/serialize-and-deserialize-binar...
    请实现两个函数,分别用来序列化和反序列化二叉树。
    
    示例: 
    
    你可以将以下二叉树:
    
        1
       / \
      2   3
         / \
        4   5
    
    序列化为 "[1,2,3,null,null,4,5]"
    注意:本题与主站 297 题相同:https://leetcode-cn.com/problems/serialize-and-deserialize-binary-tree/
    
    来源:力扣(LeetCode)
    链接:https://leetcode-cn.com/problems/xu-lie-hua-er-cha-shu-lcof
    著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。
    
    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * public class TreeNode {
     *     int val;
     *     TreeNode left;
     *     TreeNode right;
     *     TreeNode(int x) { val = x; }
     * }
     */
    public class Codec {
    
        public StringBuilder rserialize(TreeNode root, StringBuilder sb){
            if(root == null) sb.append("null,");
            else {
                sb.append(root.val);
                sb.append(",");
    
                rserialize(root.left, sb);
                rserialize(root.right, sb);
            }
            return sb;
        }
        // Encodes a tree to a single string.
        public String serialize(TreeNode root) {
            return rserialize(root, new StringBuilder()).toString();
        }
    
        public TreeNode rdeserialize(ArrayList<String> list) {
            String s = list.remove(0);
            TreeNode root = null;
            if(!s.equals("null")){
                root = new TreeNode(Integer.parseInt(s));
                root.left = rdeserialize(list);
                root.right = rdeserialize(list);
            }
            return root;
        }
        // Decodes your encoded data to tree.
        public TreeNode deserialize(String data) {
            String[] parts = data.split(",");
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(parts));
            return rdeserialize(list);
        }
    }
    
    // Your Codec object will be instantiated and called as such:
    // Codec codec = new Codec();
    // codec.deserialize(codec.serialize(root));
    
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  • 二叉树数组表示 1. [代码][C/C++]代码 01 #include 02 03 /* 04 *使用数组创建二叉树 05 * 1 初始化二叉树,btree[level] 初始化为...
    二叉树数组表示
    1. [代码][C/C++]代码     
    01
    #include
    02

    03
    /*
    04
    *  使用数组创建二叉树
    05
    *    1 初始化二叉树,btree[level] 初始化为0
    06
         2 level 标识二叉树的坐标
    07
              左子树的坐标 level*2
    08
              右子树的坐标 level*2+1
    09
              从根节点开始,找到合适的位置,插入二叉树
    10

    11

    12
    */
    13
    create_tree(int *btree,int *data, int len)
    14
    {
    15
        int i;
    16
        int level;
    17

    18
        btree[1]  = data[1];
    19
        for(i=2;i<=len;i++)
    20
        {
    21
            level = 1;
    22
            while(btree[level] != 0)
    23
            {
    24
                if(data > btree[level])
    25
                {
    26
                    level = level*2+1;
    27
                }else{
    28
                    level = level*2;
    29
                }
    30
            }
    31
            btree[level] = data;
    32
        }
    33
    }
    34

    35
    //打印二叉树
    36
    void print_btree(int *btree,int len)
    37
    {
    38
        int i,j;
    39
        for(i=1;i
    40
        {
    41
            printf("%2d,{%d}\n",i,btree);
    42
        }
    43
        j = 1;
    44
        printf("\t%d\n",btree[j]);
    45
        while(j*2 < len){
    46
            if(j*2 < len){
    47
                printf("%d\t\t",btree[j*2]);
    48
                printf("%d\t\t",btree[j*2+1]);
    49
                printf("\n");
    50
            }
    51
            j++;
    52
        }
    53
    }
    54

    55

    56

    57
    void main()
    58
    {
    59
        int btree[16];
    60
        int data[10] = {0,5,6,4,8,2,3,7,1,9};
    61
        //create a bree
    62
        int i;
    63
        for(i<=1;i<16;i++) btree = 0;
    64

    65
        create_tree(btree,data,9);
    66
        print_btree(btree,16);
    67

    68
    }
    css3圆角
    文章来源:http://www.huiyi8.com/css3/yuanjiao/

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  • 二叉树序列化

    千次阅读 2011-12-05 21:17:23
    问题:如何将二叉树序列化为一个文本文件,使得文件的大小尽可能的小。  想了四种方法:  第一种方法:把二叉树按前序和中序遍历一遍,存两次二叉树。  第二种方法:将二叉树按左枝为0,右枝为1进行路径编码,...

        问题:如何将二叉树序列化为一个文本文件,使得文件的大小尽可能的小。

         想了四种方法:

         第一种方法:把二叉树按前序和中序遍历一遍,存两次二叉树。

         第二种方法:将二叉树按左枝为0,右枝为1进行路径编码,那么每个节点都可以表示成,节点信息和路径信息进行永久化。 
         第三种方法:将二叉树变成满二叉树,采用数组存储满二叉树,那么数据index和根据二叉树的节点信息进行永久化。

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    ROOT L R LL LR RL RR LLL LLR LRL


         第四种方法:采用一个位图和所有节点信息进行存储,位图上的0代表着相应满二叉树的节点没有节点,1代表有节点信息。
         四种方法比较:第一种方法,冗余信息量刚好是原有数据的两倍。
                                     第二种方法存储的是节点信息和路径信息,冗余信息量是(路径信息*节点数)
                                     第三种方法:冗余信息为,sizeof(unsigned int) * 节点数
                                     第四种方法:冗余信息为树的层数K,(2^k -1)bit 
          因此第四种方法在二叉树是满二叉树或者二叉树的层数比较小的情况下,信息量比较小,但是在树的层比较丰富的情况下,冗余信息非常大。我觉得也不是什么特别好的方法。貌似我还是没有得到正确答案。

    #include<iostream>
    #include <fstream>
    #include<math.h>
    
    #define  max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
    
    using namespace std;
    //随机数大小
    const int NUMBER = 9;
    //修改树的深度
    const int DEPTH = 6;
    
    //文件流
    ofstream fout3("serialize3.txt");
    ofstream fout4("serialize4.txt");
    ofstream fout("tree.txt");
    
    //树节点信息
    typedef struct Node
    {
    	int data;
    	Node * left;
    	Node * right;
    } BinaryTree;
    
    
    //随机生成二叉树
    void generate(Node ** tree, int d)
    {
    	*tree = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    	(*tree)->data = rand()%NUMBER + 1;
    
    	int isleft = rand()%DEPTH;
    	if(d+isleft < DEPTH)
    		generate(&((*tree)->left), d+1);
    	else
    		(*tree)->left = NULL;
    	
    	int isright = rand()%DEPTH;
    	if (d+isright < DEPTH)
    	{
    		generate(&((*tree)->right), d+1);
    	}
    	else
    		(*tree)->right = NULL;
    }
    
    //获取树的深度
    int getTreeDepth(Node * tree)
    {
    	if (tree == NULL)
    	{
    		return 0;
    	}
    	int left = getTreeDepth(tree->left);
    	int right = getTreeDepth(tree->right);
    	
    	return (max( left, right ) + 1);
    }
    
    //打印第i层树
    void printTreeLevel(Node * tree, int index, int level,int depth)
    {
    	if(tree == NULL)
    	{
    		int length = pow(2.0,(depth-index))-1;
    		for (int i=1; i <= length; i ++)
    		{
    			fout << "  ";
    			cout <<" ";
    		}
    		return;
    	}
    	if(index == level)
    	{
    		//左子树宽度
    		int length = pow(2.0,(depth-level-1))-1;
    		for (int j=1; j <= length; j ++)
    		{
    			fout <<"  ";
    			cout <<" ";
    		}
    		fout << tree->data;
    		cout << tree->data;
    		//右子树宽度
    		for (int j=1; j <= length; j ++)
    		{
    			fout <<"  ";
    			cout <<" ";
    		}
    		return;
    	}
    
    	printTreeLevel(tree->left, index +1,level, depth);
    	fout <<"  ";
    	cout <<" ";
    	printTreeLevel(tree->right, index+1, level, depth);
    }
    
    //逐层遍历二叉树
    //两种思路,一种采用广度遍历的方法,利用链表空间逐层存储,逐层打印
    //一种使用递归的方法逐层打印
    void printTree(Node * tree)
    {
    	int depth = getTreeDepth(tree);
    
    	for (int i=0; i < depth; i ++)
    	{
    		printTreeLevel(tree, 0, i,depth);
    		fout << endl;
    		cout <<endl;
    	}
    }
    
    //序列化,四种方法
    //第一种方法:把二叉树按前序和中序遍历一遍,存两次二叉树。
    //第二种方法:将二叉树按左枝为0,右枝为1进行路径编码,那么每个节点都可以表示成,节点信息和路径信息进行永久化。
    //第三种方法:将二叉树变成满二叉树,采用数组存储满二叉树,那么数据index和根据二叉树的节点信息进行永久化。
    //第四种方法:采用一个位图和所有节点信息进行存储,位图上的0代表着相应满二叉树的节点没有节点,1代表有节点信息。
    //四种方法比较:第一种方法,冗余信息量刚好是原有数据的两倍。
    //第二种方法存储的是节点信息和路径信息,冗余信息量是(路径信息*节点数)
    //第三种方法:冗余信息为,sizeof(unsigned int) * 节点数
    //第四种方法:冗余信息为树的层数K,(2^k -1)bit 
    //因此第四种方法在二叉树是满二叉树或者二叉树的层数比较小的情况下,信息量比较小,但是在树的层比较丰富的情况下,
    //冗余信息非常大。我觉得也不是什么特别好的方法。貌似我还是没有得到正确答案。
    
    //第三种方法序列化
    void serialize_3(Node *tree, unsigned int index)
    {
    	if (tree == NULL)
    	{
    		return;
    	}
    	
    	fout3 << tree->data << " " << index << endl;
    	serialize_3(tree->left, index*2);
    	serialize_3(tree->right, index*2 +1);
    }
    
    //设置bitmap
    void setbitmap(Node * tree, int * map,unsigned int bit, int level)
    {
    	if (tree == NULL)
    	{
    		return;
    	}
    	
    	unsigned int index = bit / 32;
    	unsigned int b = bit%32;
    	map[index] = map[index] | (1<<b);
    	fout4 << tree->data << " ";
    	setbitmap(tree->left, map,  bit * 2+1, level+1);
    	setbitmap(tree->right, map, bit * 2 +2 , level+1);
    }
    
    //第四种方法永久化
    void seralize_4(Node* tree)
    {
    	int depth = getTreeDepth(tree);
    	
    	int len = (depth-5)>0? (depth-5) : 0;
    	len = (1<<len);
    	int* map = new int[len];
    	memset(map, 0, sizeof(int) * len);
    	setbitmap(tree, map, 0, 1);
    
    	fout4<<endl;
    
    	for (int i=0; i <len; i ++)
    	{
    		fout4 <<hex << map[i];
    	}
    	fout4 <<endl;
    	delete [] map;
    }
    
    //释放内存
    void deleteTree(Node * tree)
    {
    	if (tree == NULL)
    	{
    		return;
    	}
    	deleteTree(tree->left);
    	deleteTree(tree->right);
    	free(tree);
    }
    
    int main()
    {
    	BinaryTree * tree=NULL;
    
    	//随机生成二叉树
    	cout << "随机生成二叉树,并保存到tree.txt"<<endl;
    	generate(&tree, 0);
    
    	//树层比较低的,打印出二叉树
    	if (DEPTH <= 15)
    	{
    		printTree(tree);
    	}
    
    	//第三种序列化方法
    	cout << "用第三种方法持久化到serialize3.txt" <<endl;
    	serialize_3(tree, 1);
    
    	//第四种序列化方法
    	cout <<"用第四种方法持久化到serialize4.txt" <<endl;
    	seralize_4(tree);
    
    	//回收空间
    	deleteTree(tree);
    	system("pause");
    	return 0;
    }


        运行效果:

        第一步,随机生成一个二叉树,并逐层打印,然后采用两种序列化方法进行序列化。


         第三种序列化文件为:

    6 1
    8 2
    9 4
    8 5
    3 11
    7 22
    9 23
    7 3
    1 6
    8 12
    6 24
    3 49
    9 7
    4 15
    3 31
    
        第四种序列化方法为:

    6 8 9 8 3 7 9 7 1 8 6 3 9 4 3       --数据
    40e04c7f10000                       --位图,用16进制表示
    
       如上面分析的一样,第四种方法在二叉树是满二叉树或者二叉树的层数比较小的情况下,信息量比较小,但是在树的层比较丰富的情况下,冗余信息非常大。如在15层的二叉树中:
    6 8 9 4 8 3 7 6 4 1 1 6 3 7 9 8 3 7 3 6 3 8 3 7 2 5 6 4 3 1 8 4 2 2 4 3 4 1 9 6 7 4 7 9 5 8 8 7 3 7 9 3 6 3 9 3 3 2 3 5 1 7 5 1 3 9 2 1 3 1 3 3 6 6 2 7 9 4 6 2 7 9 3 2 1 7 4 3 3 1 9 3 1 9 7 6 1 8 8 7 3 2 6 6 8 5 2 3 8 2 5 5 9 4 6 9 2 3 1 2 2 5 2 1 9 9 4 7 6 4 8 5 9 4 8 9 9 9 6 9 5 8 3 9 9 8 3 9 3 5 6 9 6 2 2 6 2 2 5 1 2 1 1 5 6 9 9 5 8 9 5 4 3 8 6 2 3 4 9 9 2 7 7 8 7 6 7 2 2 9 8 1 3 1 3 3 4 3 3 7 3 5 7 9 7 2 4 3 5 2 1 5 3 9 2 8 3 6 3 2 2 1 2 9 3 1 5 5 8 2 4 6 3 4 2 5 5 5 7 6 4 6 5 8 6 2 5 9 6 3 6 3 1 8 1 9 4 6 9 2 4 1 1 5 3 7 2 2 7 1 8 3 4 9 2 6 9 3 8 
    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
    

        信息量随着层数的增加,信息量成几何级扩大。但是,研究16进制字符串位图数据可以发现里面的数据0出现的特别多,因此下一步可以采用huffman编码等压缩编码方式对字符串数据进行数据压缩。

        下一步:采用二进制编码对位图数据进行数据压缩。









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空空如也

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数组化为二叉树