马赛克
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148dbaa0a1
@ -0,0 +1,122 @@
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/*
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* File: Array.cs
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* Created Time: 2022-12-14
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* Author: mingXta (1195669834@qq.com)
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*/
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namespace hello_algo.chapter_array_and_linkedlist
|
||||
{
|
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public class Array
|
||||
{
|
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/* 随机返回一个数组元素 */
|
||||
public static int RandomAccess(int[] nums)
|
||||
{
|
||||
Random random = new();
|
||||
int randomIndex = random.Next(nums.Length);
|
||||
int randomNum = nums[randomIndex];
|
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return randomNum;
|
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}
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/* 扩展数组长度 */
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public static int[] Extend(int[] nums, int enlarge)
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{
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// 初始化一个扩展长度后的数组
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int[] res = new int[nums.Length + enlarge];
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||||
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
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for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||
{
|
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res[i] = nums[i];
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}
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// 返回扩展后的新数组
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return res;
|
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}
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/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
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public static void Insert(int[] nums, int num, int index)
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{
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// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
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for (int i = nums.Length - 1; i >= index; i--)
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{
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nums[i] = nums[i - 1];
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}
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// 将 num 赋给 index 处元素
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nums[index] = num;
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}
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/* 删除索引 index 处元素 */
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public static void Remove(int[] nums, int index)
|
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{
|
||||
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
||||
for (int i = index; i < nums.Length - 1; i++)
|
||||
{
|
||||
nums[i] = nums[i + 1];
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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/* 遍历数组 */
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public static void Traverse(int[] nums)
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{
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int count = 0;
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// 通过索引遍历数组
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for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||
{
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count++;
|
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}
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// 直接遍历数组
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foreach (int num in nums)
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{
|
||||
count++;
|
||||
}
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}
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||||
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||||
/* 在数组中查找指定元素 */
|
||||
public static int Find(int[] nums, int target)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
if (nums[i] == target)
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
return -1;
|
||||
}
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|
||||
/*辅助函数,数组转字符串 */
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public static string ToString(int[] nums)
|
||||
{
|
||||
return string.Join(",", nums);
|
||||
}
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||||
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/* Driver Code */
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||||
public static void Main()
|
||||
{
|
||||
/* 初始化数组 */
|
||||
int[] arr = new int[5];
|
||||
Console.WriteLine("数组 arr = " + ToString(arr));
|
||||
int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
|
||||
Console.WriteLine("数组 nums = " + ToString(nums));
|
||||
|
||||
/* 随机访问 */
|
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int randomNum = RandomAccess(nums);
|
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Console.WriteLine("在 nums 中获取随机元素 " + randomNum);
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||||
|
||||
/* 长度扩展 */
|
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nums = Extend(nums, 3);
|
||||
Console.WriteLine("将数组长度扩展至 8 ，得到 nums = " + ToString(nums));
|
||||
|
||||
/* 插入元素 */
|
||||
Insert(nums, 6, 3);
|
||||
Console.WriteLine("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 nums = " + ToString(nums));
|
||||
|
||||
/* 删除元素 */
|
||||
Remove(nums, 2);
|
||||
Console.WriteLine("删除索引 2 处的元素，得到 nums = " + ToString(nums));
|
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||||
/* 遍历数组 */
|
||||
Traverse(nums);
|
||||
|
||||
/* 查找元素 */
|
||||
int index = Find(nums, 3);
|
||||
Console.WriteLine("在 nums 中查找元素 3 ，得到索引 = " + index);
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||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@ -0,0 +1,172 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: binary_search_tree.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-14
|
||||
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
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||||
*/
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||||
|
||||
import { TreeNode } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { printTree } from '../module/PrintUtil';
|
||||
|
||||
/* 二叉搜索树 */
|
||||
let root: TreeNode | null;
|
||||
|
||||
function BinarySearchTree(nums: number[]): void {
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||||
nums.sort((a, b) => a - b); // 排序数组
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||||
root = buildTree(nums, 0, nums.length - 1); // 构建二叉搜索树
|
||||
}
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||||
|
||||
/* 获取二叉树根结点 */
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||||
function getRoot(): TreeNode | null {
|
||||
return root;
|
||||
}
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||||
|
||||
/* 构建二叉搜索树 */
|
||||
function buildTree(nums: number[], i: number, j: number): TreeNode | null {
|
||||
if (i > j) {
|
||||
return null;
|
||||
}
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||||
// 将数组中间结点作为根结点
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let mid = Math.floor((i + j) / 2);
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||||
let root = new TreeNode(nums[mid]);
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||||
// 递归建立左子树和右子树
|
||||
root.left = buildTree(nums, i, mid - 1);
|
||||
root.right = buildTree(nums, mid + 1, j);
|
||||
return root;
|
||||
}
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||||
|
||||
/* 查找结点 */
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||||
function search(num: number): TreeNode | null {
|
||||
let cur = root;
|
||||
// 循环查找，越过叶结点后跳出
|
||||
while (cur !== null) {
|
||||
if (cur.val < num) {
|
||||
cur = cur.right; // 目标结点在 root 的右子树中
|
||||
} else if (cur.val > num) {
|
||||
cur = cur.left; // 目标结点在 root 的左子树中
|
||||
} else {
|
||||
break; // 找到目标结点，跳出循环
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 返回目标结点
|
||||
return cur;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 插入结点 */
|
||||
function insert(num: number): TreeNode | null {
|
||||
// 若树为空，直接提前返回
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
let cur = root,
|
||||
pre: TreeNode | null = null;
|
||||
// 循环查找，越过叶结点后跳出
|
||||
while (cur !== null) {
|
||||
if (cur.val === num) {
|
||||
return null; // 找到重复结点，直接返回
|
||||
}
|
||||
pre = cur;
|
||||
if (cur.val < num) {
|
||||
cur = cur.right as TreeNode; // 插入位置在 root 的右子树中
|
||||
} else {
|
||||
cur = cur.left as TreeNode; // 插入位置在 root 的左子树中
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 插入结点 val
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||||
let node = new TreeNode(num);
|
||||
if (pre!.val < num) {
|
||||
pre!.right = node;
|
||||
} else {
|
||||
pre!.left = node;
|
||||
}
|
||||
return node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 删除结点 */
|
||||
function remove(num: number): TreeNode | null {
|
||||
// 若树为空，直接提前返回
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
let cur = root,
|
||||
pre: TreeNode | null = null;
|
||||
// 循环查找，越过叶结点后跳出
|
||||
while (cur !== null) {
|
||||
// 找到待删除结点，跳出循环
|
||||
if (cur.val === num) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
pre = cur;
|
||||
if (cur.val < num) {
|
||||
cur = cur.right as TreeNode; // 待删除结点在 root 的右子树中
|
||||
} else {
|
||||
cur = cur.left as TreeNode; // 待删除结点在 root 的左子树中
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 若无待删除结点，则直接返回
|
||||
if (cur === null) {
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
// 子结点数量 = 0 or 1
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||||
if (cur.left === null || cur.right === null) {
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||||
// 当子结点数量 = 0 / 1 时， child = null / 该子结点
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||||
let child = cur.left !== null ? cur.left : cur.right;
|
||||
// 删除结点 cur
|
||||
if (pre!.left === cur) {
|
||||
pre!.left = child;
|
||||
} else {
|
||||
pre!.right = child;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 子结点数量 = 2
|
||||
else {
|
||||
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
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let next = min(cur.right);
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||||
let tmp = next!.val;
|
||||
// 递归删除结点 nex
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||||
remove(next!.val);
|
||||
// 将 nex 的值复制给 cur
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||||
cur.val = tmp;
|
||||
}
|
||||
return cur;
|
||||
}
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||||
/* 获取最小结点 */
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function min(root: TreeNode | null): TreeNode | null {
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return null;
|
||||
}
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||||
// 循环访问左子结点，直到叶结点时为最小结点，跳出
|
||||
while (root.left !== null) {
|
||||
root = root.left;
|
||||
}
|
||||
return root;
|
||||
}
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|
||||
/* Driver Code */
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||||
/* 初始化二叉搜索树 */
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||||
const nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15];
|
||||
BinarySearchTree(nums);
|
||||
console.log('\n初始化的二叉树为\n');
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||||
printTree(getRoot());
|
||||
|
||||
/* 查找结点 */
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let node = search(5);
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||||
console.log('\n查找到的结点对象为 ' + node + '，结点值 = ' + node!.val);
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||||
/* 插入结点 */
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node = insert(16);
|
||||
console.log('\n插入结点 16 后，二叉树为\n');
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||||
printTree(getRoot());
|
||||
|
||||
/* 删除结点 */
|
||||
remove(1);
|
||||
console.log('\n删除结点 1 后，二叉树为\n');
|
||||
printTree(getRoot());
|
||||
remove(2);
|
||||
console.log('\n删除结点 2 后，二叉树为\n');
|
||||
printTree(getRoot());
|
||||
remove(4);
|
||||
console.log('\n删除结点 4 后，二叉树为\n');
|
||||
printTree(getRoot());
|
||||
|
||||
export {};
|
||||
@ -0,0 +1,35 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: binary_tree.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-13
|
||||
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
import { TreeNode } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { printTree } from '../module/PrintUtil';
|
||||
|
||||
/* 初始化二叉树 */
|
||||
// 初始化结点
|
||||
let n1 = new TreeNode(1),
|
||||
n2 = new TreeNode(2),
|
||||
n3 = new TreeNode(3),
|
||||
n4 = new TreeNode(4),
|
||||
n5 = new TreeNode(5);
|
||||
// 构建引用指向（即指针）
|
||||
n1.left = n2;
|
||||
n1.right = n3;
|
||||
n2.left = n4;
|
||||
n2.right = n5;
|
||||
console.log('\n初始化二叉树\n');
|
||||
printTree(n1);
|
||||
|
||||
/* 插入与删除结点 */
|
||||
const P = new TreeNode(0);
|
||||
// 在 n1 -> n2 中间插入结点 P
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||||
n1.left = P;
|
||||
P.left = n2;
|
||||
console.log('\n插入结点 P 后\n');
|
||||
printTree(n1);
|
||||
// 删除结点 P
|
||||
n1.left = n2;
|
||||
console.log('\n删除结点 P 后\n');
|
||||
printTree(n1);
|
||||
@ -0,0 +1,39 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: binary_tree_bfs.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-14
|
||||
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
import { type TreeNode } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { arrToTree } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { printTree } from '../module/PrintUtil';
|
||||
|
||||
/* 层序遍历 */
|
||||
function hierOrder(root: TreeNode | null): number[] {
|
||||
// 初始化队列，加入根结点
|
||||
const queue = [root];
|
||||
// 初始化一个列表，用于保存遍历序列
|
||||
const list: number[] = [];
|
||||
while (queue.length) {
|
||||
let node = queue.shift() as TreeNode; // 队列出队
|
||||
list.push(node.val); // 保存结点
|
||||
if (node.left) {
|
||||
queue.push(node.left); // 左子结点入队
|
||||
}
|
||||
if (node.right) {
|
||||
queue.push(node.right); // 右子结点入队
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return list;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
/* 初始化二叉树 */
|
||||
// 这里借助了一个从数组直接生成二叉树的函数
|
||||
var root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null, null, null, null, null, null]);
|
||||
console.log('\n初始化二叉树\n');
|
||||
printTree(root);
|
||||
|
||||
/* 层序遍历 */
|
||||
const list = hierOrder(root);
|
||||
console.log('\n层序遍历的结点打印序列 = ' + list);
|
||||
@ -0,0 +1,67 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: binary_tree_dfs.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-14
|
||||
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
import { type TreeNode } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { arrToTree } from '../module/TreeNode';
|
||||
import { printTree } from '../module/PrintUtil';
|
||||
|
||||
// 初始化列表，用于存储遍历序列
|
||||
const list: number[] = [];
|
||||
|
||||
/* 前序遍历 */
|
||||
function preOrder(root: TreeNode | null): void {
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
// 访问优先级：根结点 -> 左子树 -> 右子树
|
||||
list.push(root.val);
|
||||
preOrder(root.left);
|
||||
preOrder(root.right);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 中序遍历 */
|
||||
function inOrder(root: TreeNode | null): void {
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
// 访问优先级：左子树 -> 根结点 -> 右子树
|
||||
inOrder(root.left);
|
||||
list.push(root.val);
|
||||
inOrder(root.right);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 后序遍历 */
|
||||
function postOrder(root: TreeNode | null): void {
|
||||
if (root === null) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
// 访问优先级：左子树 -> 右子树 -> 根结点
|
||||
postOrder(root.left);
|
||||
postOrder(root.right);
|
||||
list.push(root.val);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
/* 初始化二叉树 */
|
||||
// 这里借助了一个从数组直接生成二叉树的函数
|
||||
const root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, null, null, null, null, null, null, null, null]);
|
||||
console.log('\n初始化二叉树\n');
|
||||
printTree(root);
|
||||
|
||||
/* 前序遍历 */
|
||||
list.length = 0;
|
||||
preOrder(root);
|
||||
console.log('\n前序遍历的结点打印序列 = ' + list);
|
||||
|
||||
/* 中序遍历 */
|
||||
list.length = 0;
|
||||
inOrder(root);
|
||||
console.log('\n中序遍历的结点打印序列 = ' + list);
|
||||
|
||||
/* 后序遍历 */
|
||||
list.length = 0;
|
||||
postOrder(root);
|
||||
console.log('\n后序遍历的结点打印序列 = ' + list);
|
||||
@ -0,0 +1,51 @@
|
||||
/*
|
||||
* File: TreeNode.ts
|
||||
* Created Time: 2022-12-13
|
||||
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Definition for a binary tree node.
|
||||
*/
|
||||
class TreeNode {
|
||||
val: number;
|
||||
left: TreeNode | null;
|
||||
right: TreeNode | null;
|
||||
|
||||
constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
|
||||
this.val = val === undefined ? 0 : val; // 结点值
|
||||
this.left = left === undefined ? null : left; // 左子结点指针
|
||||
this.right = right === undefined ? null : right; // 右子结点指针
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Generate a binary tree with an array
|
||||
* @param arr
|
||||
* @return
|
||||
*/
|
||||
function arrToTree(arr: (number | null)[]): TreeNode | null {
|
||||
if (arr.length === 0) {
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
|
||||
const root = new TreeNode(arr[0] as number);
|
||||
const queue = [root];
|
||||
let i = 1;
|
||||
while (queue.length) {
|
||||
let node = queue.shift() as TreeNode;
|
||||
if (arr[i] !== null) {
|
||||
node.left = new TreeNode(arr[i] as number);
|
||||
queue.push(node.left);
|
||||
}
|
||||
i++;
|
||||
if (arr[i] !== null) {
|
||||
node.right = new TreeNode(arr[i] as number);
|
||||
queue.push(node.right);
|
||||
}
|
||||
i++;
|
||||
}
|
||||
return root;
|
||||
}
|
||||
|
||||
export { TreeNode, arrToTree };
|
||||
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