Python实现二叉树的序列化与反序列化算法详解

Evan

发布时间：2026-10-13 | 6人浏览过

原创

本文详细介绍如何使用Python实现二叉树的序列化和反序列化。通过先序遍历将树结构转换为字符串，并利用递归和列表分割技术还原二叉树。文章提供了完整的类定义、序列化逻辑及处理多位数值的辅助函数，适合需要掌握数据结构转换的开发者参考。

Python二叉树序列化与反序列化实现

本示例展示了如何使用Python编写二叉树的序列化和反序列化算法，供读者参考学习。

题目描述与序列化思路

题目描述

要求实现两个函数，分别用于将二叉树序列化为字符串，以及将字符串反序列化为二叉树。

序列化二叉树

采用先序遍历的方式遍历二叉树。


  def recursionSerialize(self, root):
    series = ''
    if root == None:
      series += ',$'
    else:
      series += (',' + str(root.val))
      series += self.recursionSerialize(root.left)
      series += self.recursionSerialize(root.right)
    return series
  def Serialize(self, root):
    return self.recursionSerialize(root)[1:]

运行结果如下：


root = TreeNode(11)
root.left = TreeNode(2)
root.right = TreeNode(3)
series = Solution().Serialize(root)
print(series)
>>>11,2,$,$,3,$,$

二叉树反序列化逻辑

反序列化过程

反序列化时，同样采用递归策略，依次构建根节点、左子节点和右子节点。

由于使用字符串表示，可以先将其转换为列表，


print(series.split(','))
>>>['11', '2', '$', '$', '3', '$', '$']

这样在处理时，无需额外将大于10的数字进行特殊转换处理：


  def getValue(self, s, sIndex):  #处理超过10的数字，将数字字符转变为数字
    val = 0
    while ord(s[sIndex]) <= ord('9') and ord(s[sIndex]) >= ord('0'):
      val = val * 10 + int(s[sIndex])
      sIndex += 1
    return val, sIndex - 1

以下是反序列化的递归函数实现：


  def Deserialize(self, s):
    if self.sIndex < len(s):
      if s[self.sIndex] == ',':
        self.sIndex += 1
      if s[self.sIndex] == '$':
        return None
      val, self.sIndex = self.getValue(s, self.sIndex)
      treeNode = TreeNode(val)
      self.sIndex += 1
      treeNode.left = self.Deserialize(s)
      self.sIndex += 1
      treeNode.right = self.Deserialize(s)
      return treeNode

完整代码实现

完整代码解决方案


class TreeNode:
  def __init__(self, x):
    self.val = x
    self.left = None
    self.right = None
class Solution:
  def __init__(self):
    self.sIndex = 0
  def recursionSerialize(self, root):
    series = ''
    if root == None:
      series += ',$'
    else:
      series += (',' + str(root.val))
      series += self.recursionSerialize(root.left)
      series += self.recursionSerialize(root.right)
    return series
  def Serialize(self, root):
    return self.recursionSerialize(root)[1:]
  def getValue(self, s, sIndex):  #处理超过10的数字，将数字字符转变为数字
    val = 0
    while ord(s[sIndex]) <= ord('9') and ord(s[sIndex]) >= ord('0'):
      val = val * 10 + int(s[sIndex])
      sIndex += 1
    return val, sIndex - 1
  def Deserialize(self, s):
    if self.sIndex < len(s):
      if s[self.sIndex] == ',':
        self.sIndex += 1
      if s[self.sIndex] == '$':
        return None
      val, self.sIndex = self.getValue(s, self.sIndex)
      treeNode = TreeNode(val)
      self.sIndex += 1
      treeNode.left = self.Deserialize(s)
      self.sIndex += 1
      treeNode.right = self.Deserialize(s)
      return treeNode

如需了解更多Python相关知识，可参考本站《Python数据结构与算法教程》、《Python加密解密算法与技巧总结》、《Python编码操作技巧总结》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》及《Python入门与进阶经典教程》等专题。

希望上述内容能对您的Python编程实践提供有益帮助。