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142 lines
3.8 KiB
Swift
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Swift
/**
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* File: array_binary_tree.swift
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* Created Time: 2023-07-23
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* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
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*/
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import utils
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/* 配列表現による二分木クラス */
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class ArrayBinaryTree {
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private var tree: [Int?]
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/* コンストラクタ */
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init(arr: [Int?]) {
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tree = arr
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}
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/* リスト容量 */
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func size() -> Int {
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tree.count
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}
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/* インデックス i のノードの値を取得 */
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func val(i: Int) -> Int? {
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// インデックスが範囲外なら、空きを表す null を返す
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if i < 0 || i >= size() {
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return nil
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}
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return tree[i]
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}
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/* インデックス i のノードの左子ノードのインデックスを取得 */
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func left(i: Int) -> Int {
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2 * i + 1
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}
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/* インデックス i のノードの右子ノードのインデックスを取得 */
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func right(i: Int) -> Int {
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2 * i + 2
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}
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/* インデックス i のノードの親ノードのインデックスを取得 */
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func parent(i: Int) -> Int {
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(i - 1) / 2
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}
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/* レベル順走査 */
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func levelOrder() -> [Int] {
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var res: [Int] = []
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// 配列を直接走査する
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for i in 0 ..< size() {
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if let val = val(i: i) {
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res.append(val)
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}
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}
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return res
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}
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/* 深さ優先探索 */
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private func dfs(i: Int, order: String, res: inout [Int]) {
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// 空きスロットなら返す
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guard let val = val(i: i) else {
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return
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}
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// 先行順走査
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if order == "pre" {
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res.append(val)
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}
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dfs(i: left(i: i), order: order, res: &res)
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// 中順走査
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if order == "in" {
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res.append(val)
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}
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dfs(i: right(i: i), order: order, res: &res)
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// 後順走査
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if order == "post" {
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||
res.append(val)
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||
}
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}
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/* 先行順走査 */
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func preOrder() -> [Int] {
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var res: [Int] = []
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dfs(i: 0, order: "pre", res: &res)
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return res
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}
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/* 中順走査 */
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func inOrder() -> [Int] {
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var res: [Int] = []
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dfs(i: 0, order: "in", res: &res)
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return res
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}
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/* 後順走査 */
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func postOrder() -> [Int] {
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var res: [Int] = []
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dfs(i: 0, order: "post", res: &res)
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return res
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}
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}
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@main
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enum _ArrayBinaryTree {
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/* Driver Code */
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static func main() {
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// 二分木を初期化
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// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
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let arr = [1, 2, 3, 4, nil, 6, 7, 8, 9, nil, nil, 12, nil, nil, 15]
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let root = TreeNode.listToTree(arr: arr)
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print("\n二分木を初期化\n")
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print("二分木の配列表現:")
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print(arr)
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print("二分木の連結リスト表現:")
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PrintUtil.printTree(root: root)
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// 配列表現による二分木クラス
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let abt = ArrayBinaryTree(arr: arr)
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// ノードにアクセス
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let i = 1
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let l = abt.left(i: i)
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let r = abt.right(i: i)
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let p = abt.parent(i: i)
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print("\n現在のノードのインデックスは \(i) 、値は \(abt.val(i: i) as Any)")
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print("左の子ノードのインデックスは \(l) 、値は \(abt.val(i: l) as Any)")
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print("右の子ノードのインデックスは \(r) 、値は \(abt.val(i: r) as Any)")
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print("親ノードのインデックスは \(p) 、値は \(abt.val(i: p) as Any)")
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// 木を走査
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var res = abt.levelOrder()
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print("\nレベル順走査:\(res)")
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res = abt.preOrder()
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print("先行順走査:\(res)")
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res = abt.inOrder()
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print("中間順走査:\(res)")
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res = abt.postOrder()
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print("後順走査は:\(res)")
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}
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}
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