python基础知识学习——二叉树的绘制

　　基于二叉堆的二叉树绘制方法

　　注：本文所述方法中的二叉树以链表的形式存储。

　　1 绘图前准备。

　　首先你的二叉树要以链表的形式存储，你的节点类中方法的命名要如下所示：

　　class BinaryTree:

　　def __init__(self,value):

　　self.value=value

　　self.left=None

　　self.right=None

　　self.indexInHeap=None

　　def getIndexHeap(self):

　　return self.indexInHeap

　　def setIndexHeap(self,value):

　　self.indexInHeap=value

　　def insertLeft(self,newNode):

　　if self.left==None:

　　self.left=BinaryTree(newNode)

　　else:

　　t=BinaryTree(newNode)

　　t.left=self.left

　　self.left=t

　　def insertRight(self,newNode):

　　if self.right==None:

　　self.right=BinaryTree(newNode)

　　else:

　　t=BinaryTree(newNode)

　　t.right=self.right

　　self.right=t

　　def getValue(self):

　　return self.value

　　def setValue(self,value):

　　self.value=value

　　def getRightChild(self):

　　return self.right

　　def getLeftChild(self):

　　return self.left

　　2、绘图的基本思想

　　首先通过二叉树的高度，得出最底层满二叉树的叶子节点树，随后将该树满二叉树的叶节点求出，然后层层向上递推，求出所有节点的坐标，然后存为二叉堆数组。同时将你的二叉树存为二叉堆数组，二者一一对应，通过mathplo的annotate进行绘制。

　　注：有人回复的时候我再介绍详细的思想;

　　所有涉及的函数以及简单示例如下：

　　import matplotlib.pyplot as plt

　　from treeClass import myOwnTree

　　def getNumberOfLeafs(tree):

　　leafNumber = 0##对应none节点

　　if tree:

　　if not tree.getRightChild() and not tree.getLeftChild():

　　leafNumber+=1

　　else:

　　leafNumber+=getNumberOfLeafs(tree.getLeftChild())

　　leafNumber += getNumberOfLeafs(tree.getRightChild())

　　return leafNumber

　　def getDeepOfTree(tree):

　　maxDeep=0#不符合情况的那个是0

　　if tree:

　　maxLeft=getDeepOfTree(tree.getLeftChild())

　　maxRight=getDeepOfTree(tree.getRightChild())

　　if maxLeft>maxRight:

　　maxDeep=maxLeft

　　return 1+maxLeft

　　else:

　　maxDeep=maxRight

　　return 1+maxRight

　　return maxDeep

　　def printTreePre(tree):

　　if tree:

　　print(tree.getValue())

　　printTreePre(tree.getLeftChild())

　　printTreePre(tree.getRightChild())

　　# tree(treeLen-4)

　　def getDuiIndex(tree):

　　if tree:

　　if tree.getLeftChild():

　　tree.getLeftChild().setIndexHeap(2*tree.getIndexHeap())

　　if tree.getRightChild():

　　tree.getRightChild().setIndexHeap(2 * tree.getIndexHeap()+1)

　　getDuiIndex(tree.getLeftChild())

　　getDuiIndex(tree.getRightChild())

　　def getDuiHelp(list,tree):

　　if tree:

　　list[tree.getIndexHeap()]=tree.getValue()

　　getDuiHelp(list,tree.getLeftChild())

　　getDuiHelp(list,tree.getRightChild())

　　return list

　　def getDuiList(tree):

　　getDuiIndex(tree)#给每个节点添加堆序号

　　h=getDeepOfTree(tree)

　　res=[None for i in range(2**h-1)]

　　res.insert(0,0)

　　return getDuiHelp(res,tree)

　　def drawBinaryTree(r,nodeType=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")):

　　# 接下来用我的方式画这个图

　　fig = plt.figure(1, facecolor="white")

　　fig.clf()

　　ax1 = plt.subplot(111, frameon=False)

　　h = getDeepOfTree(r)

　　if h==1:#如果只有一层

　　ax1.annotate(r.getValue(), va="center", ha="center", xy=(0.5,0.5), bbox=nodeType) ##画出这个点

　　return None

　　w = getNumberOfLeafs(r)

　　detH = 1 / (h - 1)

　　yAxis = []

　　startY = 0

　　while startY <= 1:

　　yAxis.append(startY)

　　startY += detH

　　allLeafs = 2 ** (h - 1)

　　detX = 1 / (allLeafs - 1)

　　leafPos = []

　　startX = 0

　　while startX <= 1:

　　leafPos.append(startX)

　　startX += detX

　　allXList = []

　　while len(leafPos) >= 1:

　　allXList.append(leafPos)

　　tempList = []

　　i = 0

　　while i < len(leafPos) - 1:

　　tempList.append((leafPos[i] + leafPos[i + 1]) / 2)

　　i += 2

　　leafPos = tempList

　　allXList = allXList[::-1]

　　finPos = []

　　for xList, y in zip(allXList, yAxis[::-1]):

　　for item in xList:

　　finPos.append([item, y])

　　finPos.insert(0, 0) # 为了使下标满足左右子树之间的关系，这里在开始的位置添加占位符

　　##接下来将二叉树存为二叉堆的形式

　　r.setIndexHeap(1)

　　duiListForR = getDuiList(r)

　　##开始画

　　for i in range(1, len(duiListForR)):

　　if duiListForR[i]:

　　##然后画出这个点指出去的箭头

　　if 2*i

　　ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i][0],finPos[2*i][1]),va="center", ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrowstyle="<-"))##画出这个点

　　if 2*i+1郑州哪个医院做人流好 http://www.hnmt120.com/

　　ax1.annotate("", xy=(finPos[i][0], finPos[i][1]),xytext=(finPos[2*i+1][0],finPos[2*i+1][1]),va="center", ha="center",bbox=nodeType,arrowprops=dict(arrowstyle="<-"))##画出这个点

　　for i in range(1, len(duiListForR)):

　　if duiListForR[i]:

　　ax1.annotate(duiListForR[i],va="center", ha="center",xy= (finPos[i][0], finPos[i][1]),bbox=nodeType)##画出这个点

　　if __name__ == '__main__':

　　r = myOwnTree.BinaryTree("a")

　　r.insertLeft("b")

　　r.insertRight("c")

　　r.getRightChild().insertLeft("d")

　　r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")

　　r.getLeftChild().insertRight("f")

　　r.getLeftChild().insertLeft("h")

　　r.getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("i")

　　r.getLeftChild().getLeftChild().insertRight("k")

　　r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertRight("l")

　　r.getLeftChild().getLeftChild().getLeftChild().insertLeft("m")

　　# ##生成一个图片，图片上进行注释

　　# toothType=dict(boxstyle="sawtooth", fc="0.8")#波浪形

　　leafNod=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")#圆形

　　drawBinaryTree(r,leafNod)

　　绘制的效果如下图所示：

　　3、如果你觉得上面写的过于麻烦

　　如果你对绘制和二叉树的操作过程不求甚解，只求应用的话,我的代码已经上到了git上。

　　github上的代码

　　下载下来之后将里面的两个文件夹拷到你的项目里，然后就可以直接引用了：

　　#画图函数

　　import drawPicture.viewBinaryTree as binaryView

　　#导入二叉树的构建类

　　from treeClass.myOwnTree import BinaryTree

　　##随意构建树

　　r = BinaryTree("a")

　　r.insertLeft("b")

　　r.insertRight("c")

　　r.getRightChild().insertLeft("d")

　　r.getRightChild().getLeftChild().insertRight("g")

　　r.getLeftChild().insertRight("f")

　　##画出来

　　leafNod=dict(boxstyle="round", fc=(1.0, 0.7, 0.7), ec="none")

　　binaryView.drawBinaryTree(r,leafNod)