LeetCode图解：剑指链表和二叉树之巅

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2023-12-29 04:49:41

链表和二叉树：数据结构和算法中的基石

引言

踏入计算机科学的殿堂，我们首先会遇到两个至关重要的数据结构：链表和二叉树。它们如同计算机世界中的基石，支撑着无数复杂而高效的算法。本文将深入浅出地探讨链表和二叉树，帮助您在算法学习的道路上如鱼得水。

链表：有序元素的集合

链表是一种线性数据结构，由一系列有序的节点组成。每个节点包含一个数据元素，并指向下一个节点。就如同串联在一起的珠子，链表中的节点依次连接，形成一个单向或双向的序列。

链表操作

插入： 将新节点插入链表中指定的位置。
删除： 从链表中移除指定的节点。
查找： 搜索链表中是否存在指定的数据元素。
遍历： 依次访问链表中的所有节点。

示例代码：单向链表

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None

head = None  # 指向链表第一个节点

def insert_at_beginning(data):
    new_node = Node(data)
    new_node.next = head
    head = new_node

def print_list():
    current = head
    while current is not None:
        print(current.data, end=" ")
        current = current.next

二叉树：分层数据结构

与链表不同，二叉树是一种分层数据结构。它由一个称为根节点的起始点开始，每个根节点可以拥有最多两个子节点，分别是左子节点和右子节点。子节点也可以拥有自己的子节点，依此类推，形成一个层级式的结构，就像一棵倒立的树。

二叉树操作

插入： 将新节点插入二叉树中适当的位置。
删除： 从二叉树中移除指定的节点。
查找： 搜索二叉树中是否存在指定的数据元素。
遍历： 按照某种顺序访问二叉树中的所有节点。

示例代码：二叉搜索树

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.left = None
        self.right = None

root = None  # 指向二叉树根节点

def insert(data):
    if root is None:
        root = Node(data)
    else:
        _insert(data, root)

def _insert(data, node):
    if data < node.data:
        if node.left is None:
            node.left = Node(data)
        else:
            _insert(data, node.left)
    else:
        if node.right is None:
            node.right = Node(data)
        else:
            _insert(data, node.right)