C++ 中打印二叉树

假设我们要在一个 m*n 的二维字符串数组中显示一个二叉树，遵循以下规则：

  • 行数 m 应该与给定二叉树的高度相同。
  • 列数 n 应该始终为奇数。
  • 根节点的值应该放在第一行的正中间。根节点所在的列和行将剩余空间分成两个部分：左下部分和右下部分。我们应该在左下部分打印左子树，在右下部分打印右子树。这里左下部分和右下部分应该大小相同。即使一个子树为空而另一个不为空，我们也不需要为那个空的子树打印任何内容，但仍然需要保留与另一个子树一样大的空间。现在，如果两个子树都为空，那么我们不需要为它们都保留空间。
  • 每个未使用的空间都应该包含一个空字符串。
  • 按照相同的规则显示子树。

所以如果输入树是这样的：

那么输出将是：




1




2



3



4




为了解决这个问题，我们将遵循以下步骤：

  • 定义另一个名为 fill() 的方法，它将接收节点、矩阵 ret、层级 lvl 以及 l 和 r 值。
  • 如果节点为空，则返回。
  • ret[lvl, (l + r)/2] := 节点值作为字符串。
  • fill(节点的左子节点, ret, lvl+1, l, (l+r)/2)
  • fill(节点的右子节点, ret, lvl+1, (l+r+1)/2, r)
  • 在主方法中执行以下操作：
  • h := 树的高度。
  • 叶子数 = 2^h – 1。
  • 创建一个 h x 叶子数 的矩阵，并用空字符串填充它。
  • fill(根节点, ret, 0, 0, 叶子数)
  • 返回 ret。

让我们看看下面的实现来更好地理解：

示例

 实时演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print_vector(vector<vector<auto> > v){
   cout << "[";
   for(int i = 0; i<v.size(); i++){
      cout << "[";
      for(int j = 0; j <v[i].size(); j++){
         cout << v[i][j] << ", ";
      }
      cout << "],";
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class TreeNode{
   public:
      int val;
      TreeNode *left, *right;
      TreeNode(int data){
         val = data;
         left = right = NULL;
      }
};
void insert(TreeNode **root, int val){
   queue<TreeNode*> q;
   q.push(*root);
   while(q.size()){
      TreeNode *temp = q.front();
      q.pop();
      if(!temp->left){
         if(val != NULL)
            temp->left = new TreeNode(val);
         else
            temp->left = new TreeNode(0);
         return;
      } else {
         q.push(temp->left);
      }
      if(!temp->right){
         if(val != NULL)
         temp->right = new TreeNode(val);
      else
         temp->right = new TreeNode(0);
         return;
      } else {
         q.push(temp->right);
      }
   }
}
TreeNode *make_tree(vector<int> v){
   TreeNode *root = new TreeNode(v[0]);
   for(int i = 1; i<v.size(); i++){
      insert(&root, v[i]);
   }
   return root;
}
class Solution {
public:
   int getHeight(TreeNode* node){
      if(!node)return 0;
      return 1 + max(getHeight(node->left), getHeight(node->right));
   }
   void fill(TreeNode* node, vector<vector<string>>& ret, int lvl, int l, int r){
      if(!node || node->val == 0)return;
      ret[lvl][(l + r) / 2] = to_string(node->val);
      fill(node->left, ret, lvl + 1, l, (l + r) / 2);
      fill(node->right, ret, lvl + 1, (l + r + 1) / 2, r);
   }
   vector<vector<string>> printTree(TreeNode* root) {
      int h = getHeight(root);
      int leaves = (1 << h) - 1;
      vector < vector <string> > ret(h, vector <string>(leaves, ""));
      fill(root, ret, 0, 0, leaves);
      return ret;
   }
};
main(){
   vector<int> v = {1,2,3,NULL,4};
   Solution ob;
   TreeNode *root = make_tree(v);
   print_vector(ob.printTree(root));
}

输入

[1,2,3,null,4]

输出

[[, , , 1, , , , ],
[, 2, , , , 3, , ],
[, , 4, , , , , ],]

更新于: 2020-05-04

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