网站源代码程序,网站建设完整教程视频教程,重庆忠县网站建设公司哪里有,西安高端网站定制序列化二叉树 BM39 序列化二叉树题目描述序列化反序列化 示例示例1示例2 解题思路序列化过程反序列化过程 代码实现代码说明复杂度分析总结 BM39 序列化二叉树
题目描述
请实现两个函数#xff0c;分别用来序列化和反序列化二叉树。二叉树的序列化是将二叉树按照某种遍历方式… 序列化二叉树 BM39 序列化二叉树题目描述序列化反序列化 示例示例1示例2 解题思路序列化过程反序列化过程 代码实现代码说明复杂度分析总结 BM39 序列化二叉树
题目描述
请实现两个函数分别用来序列化和反序列化二叉树。二叉树的序列化是将二叉树按照某种遍历方式转换为字符串格式而反序列化则是根据字符串重建出原二叉树。
序列化
二叉树的序列化(Serialize)是指将二叉树转换为字符串通常我们使用层序遍历的方式将树的节点值逐个保存。在序列化的过程中用某种符号表示空节点如#例如层序序列化的结果为{1,2,3,#,#,6,7}。
反序列化
二叉树的反序列化(Deserialize)是指根据序列化后的字符串重建出二叉树。例如给定序列化字符串{1,2,3,#,#,6,7}我们可以重新构造出与原二叉树相同的树结构。
示例 示例1
输入
{1,2,3,#,#,6,7}返回值
{1,2,3,#,#,6,7}示例2 输入
{8,6,10,5,7,9,11}返回值
{8,6,10,5,7,9,11}解题思路
序列化过程
使用层序遍历的方式遍历二叉树。将每个节点的值转化为字符串并用#表示空节点。将结果以逗号连接形成最终的字符串。
反序列化过程
将序列化后的字符串按逗号分割。按照层序的顺序逐个构建二叉树的节点。使用队列来辅助构建树的结构按照层序遍历的方式将节点插入到对应的位置。
代码实现
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h// 定义二叉树节点
struct TreeNode {int val;struct TreeNode *left;struct TreeNode *right;
};// 定义队列节点
typedef struct QueueNode {struct TreeNode* treeNode;struct QueueNode* next;
} QueueNode;// 定义队列
typedef struct {QueueNode* front;QueueNode* rear;
} Queue;// 创建队列
Queue* createQueue() {Queue* q (Queue*)malloc(sizeof(Queue));q-front q-rear NULL;return q;
}// 判断队列是否为空
int isEmpty(Queue* q) {return q-front NULL;
}// 入队
void enqueue(Queue* q, struct TreeNode* node) {QueueNode* newNode (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));newNode-treeNode node;newNode-next NULL;if (q-rear ! NULL) {q-rear-next newNode;}q-rear newNode;if (q-front NULL) {q-front newNode;}
}// 出队
struct TreeNode* dequeue(Queue* q) {if (isEmpty(q)) {return NULL;}QueueNode* temp q-front;struct TreeNode* node temp-treeNode;q-front q-front-next;if (q-front NULL) {q-rear NULL;}free(temp);return node;
}// 释放队列
void freeQueue(Queue* q) {while (!isEmpty(q)) {dequeue(q);}free(q);
}// 序列化二叉树
char* Serialize(struct TreeNode* root) {if (root NULL) {return #;}Queue* q createQueue();enqueue(q, root);char* result (char*)malloc(10000 * sizeof(char)); // 假设字符串长度足够char* buffer (char*)malloc(100 * sizeof(char));int len 0;while (!isEmpty(q)) {struct TreeNode* node dequeue(q);if (node NULL) {len sprintf(result len, #,);} else {len sprintf(result len, %d,, node-val);enqueue(q, node-left);enqueue(q, node-right);}}// 去掉最后一个逗号if (len 0 result[len - 1] ,) {result[len - 1] \0;} else {result[len] \0;}free(buffer);freeQueue(q);return result;
}// 反序列化二叉树
struct TreeNode* Deserialize(char* data) {if (strcmp(data, #) 0) {return NULL;}char* token strtok(data, ,);struct TreeNode* root (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode));root-val atoi(token);root-left root-right NULL;Queue* q createQueue();enqueue(q, root);while ((token strtok(NULL, ,)) ! NULL) {struct TreeNode* parent dequeue(q);if (strcmp(token, #) ! 0) {struct TreeNode* leftNode (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode));leftNode-val atoi(token);leftNode-left leftNode-right NULL;parent-left leftNode;enqueue(q, leftNode);}token strtok(NULL, ,);if (token NULL) {break;}if (strcmp(token, #) ! 0) {struct TreeNode* rightNode (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode));rightNode-val atoi(token);rightNode-left rightNode-right NULL;parent-right rightNode;enqueue(q, rightNode);}}freeQueue(q);return root;
}代码说明
队列实现为了方便按层次遍历二叉树我们使用队列来存储树的节点。序列化函数 Serialize使用层序遍历对树进行遍历将节点值加入到结果字符串中。如果节点为空则用#表示。反序列化函数 Deserialize将序列化后的字符串按逗号分割依次创建节点并建立左右子树。
复杂度分析
时间复杂度O(n)其中n是树的节点数。每个节点在序列化和反序列化过程中只被访问一次。空间复杂度O(n)需要存储队列中的节点以及序列化后的字符串。
总结
本题考察了二叉树的序列化与反序列化使用层序遍历来实现序列化和反序列化的方法保证了在时间和空间复杂度上都能满足要求。这题的整体难度还是不小的但是最主要的是队列的实现这个完成任务就完成一半。至于后面函数的实现就是研究递归了。
