从字符串反序列化二叉搜索树

Question

刚刚练习并注意到很容易序列化（通过深度优先搜索遍历）bst 并将其反序列化回树中。但是如果序列化是通过面包优先搜索遍历完成的，我很难反序列化它。

例如，给定输入：5,2,11,N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N 寻找输出 -

      5
    /   \
   2     11
  / \    /  \
 N   3  7    19
      / \    / \
     6   8  N   N
    /\  / \
   N  N N N

Answer 1

记住，这是二叉树树搜索，这意味着每个节点只有左右两个孩子。

（假设 N 代表 Null/no 节点）： 建立你的树。输入序列中的第一个元素是根元素，接下来的两个被分配为根的左孩子，然后是右孩子。然后使用 bfs 去你的树。如果孩子是 N，则转到下一个孩子，如果孩子是一个值，则将输入序列中的下两个值分配为该节点的左右孩子。以此类推。

示例：
5,2,11,N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
将 5 指定为根。

将 5 视为节点 -> 它是一个值，分配子节点：
2,11,N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N //处理5次后的剩余输入
将 2 分配为左孩子。
11,N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
分配 11 作为右孩子。
// 在 dept 0 完成整个宽度

将 2 视为节点 -> 它是一个值，分配子节点：
N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
将 N 分配为左孩子。
3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
将 3 指定为右孩子。

将 11 视为节点 -> 它是一个值，分配子节点：
7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
分配 7 作为左孩子。
19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
分配 19 作为右孩子。
// 在深度 1 完成整个宽度

将 N 视为节点 -> 不是值，继续下一个宽度节点。
将 3 视为节点 -> 它是一个值，分配子节点：
N,N,6,8,N,N,N,N,N,N
将 N 分配为左孩子。
N,6,8,N,N,N,N,N,N
将 N 分配为右孩子。

将 7 视为节点 -> ... 等

您在分析输入字符串时构建一棵树，并使用广度优先搜索到达此构建树中的下一个叶子，如果它具有有效值，那么它将分配您输入字符串中的下两个元素作为左右孩子。

Answer 2

要反序列化通过广度优先遍历生成的字符串，您基本上使用相同的机制。使用一个队列，在该队列上放置对应该注入新子项的位置的引用。当您注入一个新的子节点时，在队列中再添加两个引用，每个大子节点一个。

由于队列是先进先出的，子元素的注入将按照广度优先顺序进行。

这是它在 Python 中的样子：

def to_tree(serialised):
    container = [None]
    leaves = [[container, 0]] # put the reference to the root on the queue

    for value in serialised.split(","):
        children, childIndex = leaves.pop(0) # pull from queue
        if value != 'N':
            node = children[childIndex] = {
                "value": value,
                "children": [None, None]
            }
            # append the new 2 child references to the queue
            leaves.append([node["children"], 0])
            leaves.append([node["children"], 1])
        if len(leaves) == 0: # should not happen if input is complete
            break 

    return container[0] # return the root

# Example call
tree = to_tree("5,2,11,N,3,7,19,N,N,6,8,N,N,N,N,N,N")

# Output the result in JSON format
import json
print(json.dumps(tree, indent=2))

上面的输出是：

{
  "value": "5",
  "children": [
    {
      "value": "2",
      "children": [
        null,
        {
          "value": "3",
          "children": [
            null,
            null
          ]
        }
      ]
    },
    {
      "value": "11",
      "children": [
        {
          "value": "7",
          "children": [
            {
              "value": "6",
              "children": [
                null,
                null
              ]
            },
            {
              "value": "8",
              "children": [
                null,
                null
              ]
            }
          ]
        },
        {
          "value": "19",
          "children": [
            null,
            null
          ]
        }
      ]
    }
  ]
}