利用Python改变二叉树的根节点的程序

二叉树是一种非常常见的数据结构，我们经常需要对其进行增删查改等操作。其中改变二叉树的根节点是一种非常常见且有用的操作，在这篇文章中我们将通过 Python 实现这个功能。

更多Python相关文章，请阅读：Python 教程

二叉树的定义

在开始编写代码之前，我们需要先了解一下二叉树的定义。二叉树是一种树形结构，其每个节点最多只有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。一个二叉树的节点可以没有子节点，此时该节点即为叶节点。

下面是一个简单的二叉树的定义，其中 value 表示节点的值，left 表示左子节点，right 表示右子节点：

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

构建二叉树

在进行二叉树的根节点修改之前，我们需要先构建一棵二叉树。下面的代码展示了如何构建一棵简单的二叉树：

root = Node(1)
root.left = Node(2)
root.right = Node(3)
root.left.left = Node(4)
root.left.right = Node(5)

这棵二叉树长这样：

修改根节点

在修改根节点之前，我们需要先判断当前二叉树的根节点是否为我们要修改的节点。在二叉树中，每个节点都有一个 parent 属性，表示其父节点。我们可以通过不断向上遍历节点的方式，找到当前二叉树的根节点。这里的代码实现如下：

def change_root(node, new_root):
    # 如果当前节点就是要求的根节点，则直接返回
    if node is new_root:
        return new_root

    # 找到当前节点的根节点
    root = node
    parent = root.parent
    while parent:
        root = parent
        parent = root.parent

    # 将根节点的左子树和右子树分别赋值给新根节点的左子树和右子树
    new_root.left = root.left
    new_root.right = root.right

    # 如果新根节点和当前根节点不在同一颗子树上，则将新根节点加入到当前根节点的父节点中
    if new_root is not root.left and new_root is not root.right:
        parent = root.parent
        if parent:
            if root is parent.left:
                parent.left = new_root
            else:
                parent.right = new_root
        new_root.parent = parent
        root.parent = new_root
    else:
        new_root.parent = None

    return new_root

在代码中，我们首先判断当前节点是否就是新的根节点，如果是则直接返回。接下来，我们根据当前节点向上遍历，找到当前二叉树的根节点。然后，我们需要将根节点的左子树和右子树分别赋值给新根节点的左子树和右子树。如果新根节点和当前根节点不在同一颗子树上，则需要将新根节点加入到当前根节点的父节点中，并重新调整父子关系。如果新根节点和当前根节点在同一颗子树上，则不需要重新调整父子关系。

下面是一个简单的测试代码，可以看到我们成功地将原来的根节点(1)改为了节点(2)：

new_root = root.left
change_root(root, new_root)

print(new_root.value)  # 输出 2

print(new_root.left.value)  # 输出 4
print(new_root.right.value)  # 输出 5
print(new_root.parent is None)  # 输出 True