C++ 中將 N 元樹編碼為二叉樹


假設我們有一個 N 元樹。我們必須將該樹編碼成一個二叉樹。我們還必須製作反序列化器以將二叉樹反序列化為 N 元樹。

因此,如果輸入如下所示:

那麼輸出將是

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • 定義一個函式 `encode()`,它將接收根節點作為引數,

  • 如果根節點有效,則:

    • 返回 null

  • node = 一個值為根節點的新樹節點

  • 如果根節點的子節點數量不為 0,則:

    • node 的左子節點 := encode(根節點的 children[0])

  • curr = node 的左子節點

  • 對於 i := 1,當 i < 根節點的子節點數量,更新 (i 增加 1),執行:

    • node 的右子節點 := encode(根節點的 children[i])

    • curr := curr 的右子節點

  • 返回 node

  • 定義一個函式 `decode()`,它將接收根節點作為引數,

  • 如果根節點不存在,則:

    • 返回 NULL

  • node := 一個值為根節點的新節點

  • curr := 根節點的左子節點

  • 當 curr 不為零時,執行:

    • 將 decode(curr) 插入到 node 的子節點的末尾

    • curr := curr 的右子節點

  • 返回 node

示例

讓我們來看下面的實現,以便更好地理解:

線上演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class TreeNode {
public:
   int val;
   TreeNode *left, *right;
   TreeNode(int data) {
      val = data;
      left = NULL;
      right = NULL;
   }
};
void inord(TreeNode *root) {
   if (root != NULL) {
      inord(root->left);
      cout << root->val << " ";
      inord(root->right);
   }
}
class Node {
   public:
   int val;
   vector<Node*> children;
   Node() {}
   Node(int _val) {
      val = _val;
   }
   Node(int _val, vector<Node*> _children) {
      val = _val;
      children = _children;
   }
};
string n_ary_to_str(Node *root){
   string ret = "";
   if(root){
      ret = ret + to_string(root->val);
      if(root->children.size() > 0){
         ret += "[";
         for(Node* child : root->children){
            ret += n_ary_to_str(child) + ", ";
         }
         ret += "]";
      }
   }
   return ret;
}
class Codec {
public:
   TreeNode* encode(Node* root) {
      if(!root) return NULL;
         TreeNode* node = new TreeNode(root->val);
         if(root->children.size()){
            node->left = encode(root->children[0]);
         }
         TreeNode* curr = node->left;
         for(int i = 1; i < root->children.size(); i++){
            curr->right = encode(root->children[i]);
            curr = curr->right;
         }
         return node;
      }
      Node* decode(TreeNode* root) {
         if(!root) return NULL;
            Node* node = new Node(root->val);
         TreeNode* curr = root->left;
         while(curr){
            node->children.push_back(decode(curr));
            curr = curr->right;
         }
      return node;
   }
};
main() {
   Codec ob;
   Node n5(5), n6(6);
   Node n3(3); n3.children.push_back(&n5); n3.children.push_back(&n6);
   Node n2(2), n4(4);
   Node n1(1); n1.children.push_back(&n3); n1.children.push_back(&n2);
   n1.children.push_back(&n4);
   cout << "Given Tree: " << n_ary_to_str(&n1) << endl;
   cout << "Serialized Binary Tree: ";
   TreeNode *root = ob.encode(&n1);
   inord(root);
   cout << endl;
   Node *deser = ob.decode(root);
   cout << "Deserialized Tree: " << n_ary_to_str(deser);
}

輸入

Node n5(5), n6(6);
Node n3(3); n3.children.push_back(&n5); n3.children.push_back(&n6);
Node n2(2), n4(4);
Node n1(1); n1.children.push_back(&n3); n1.children.push_back(&n2);
n1.children.push_back(&n4);

輸出

Given Tree: 1[3[5, 6, ], 2, 4, ]
Serialized Binary Tree: 5 6 3 2 4 1
Deserialized Tree: 1[3[5, 6, ], 2, 4, ]

更新於:2020年7月21日

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