Inspirado por una pregunta reciente sobre SO ...

Escriba una función para imprimir un árbol binario en el siguiente formato:

   3
 /   \
1     5
 \   / \
  2 4   6

1. La salida debe consistir en una línea de nodos, seguido de una línea de /y \caracteres que indican relaciones, seguida de una línea de nodos, etc.
2. Puede suponer que todos los nodos son representables como un solo carácter.
3. Los nodos adyacentes en el nivel más bajo deben estar separados por al menos un espacio, los nodos más arriba deben estar separados según corresponda.
4. Los nodos con dos hijos deben colocarse precisamente en el medio de sus hijos directos.
5. Las barras de relación deben estar a medio camino entre el padre y el niño apropiado (redondee de la forma que desee).

Entrada:

La entrada se proporcionará como argumento para su función. No especificaré la estructura exacta del árbol, sin embargo, debe ser utilizable como un árbol binario real. No hay "árboles representados en mi programa como cadenas que coinciden con el resultado esperado".

Puede imprimir en una secuencia de salida o devolver una cadena que contenga la salida, su elección.

Apunta por el código más corto, pero preferiría una solución larga que funcione completamente que una solución corta que funcione al 90%.

Actualización para la recompensa:

Para la recompensa, yo (Optimizer) estoy haciendo pequeños cambios:

• La entrada puede ser de STDIN, ARGV o argumento de función.
• La salida debe estar en STDOUT (o console.logpara JS)
• Puede suponer que la entrada está en forma de matriz, por ejemplo. [1,2,3]o[1 2 3]

Actualización 2 : el árbol binario debería ser un árbol de búsqueda binario. Como no mencioné esto inicialmente, permitiré a los usuarios tratar la conversión de una matriz normal en una matriz de árbol de búsqueda binaria como un programa separado y el recuento final de bytes solo será para que el programa tome la matriz como argumento e imprima como un árbol binario

Fortran 77 - 1085 caracteres

      subroutine q(u,t)
      implicit integer(i-z)
      character*33 f,g
      dimension t(u)
      m=ceiling(log(real(u))/log(2.))
      v=2**(m+1)-1
      do l=1,m
         n=2**(l-1)
         k=2**(m-l+2)-3
         w=(3+k)*2**(l-1)-k
         p=1+(v-w)/2
         if(l.ne.1)then
            write(f,'(A,I3,A)')'(A',p,',$)'
            print f,' '
            write(f,'(A5,I3,A3)')'(A3,A',k,',$)'
            do j=2**(l-1),2**l-1
               if(t(j/2).lt.0.or.t(j).lt.0)then
                  print f,'   ',' '
               elseif(mod(j,2).eq.0)then
                  print f,'  /',' '
               else
                  print f,' \ ',' '
               endif
            enddo
            print*
         endif
         write(f,'(A,I3,A)')'(A',p,',$)'
         print f,' '
         write(f,'(A5,I3,A3)')'(I3,A',k,',$)'
         write(g,'(A2,I3,A3)')'(A',k+3,',$)'
         do j=2**(l-1),2**l-1
            if(t(j).ge.0)then
               print f,t(j),' '
            else 
               print g,' '
            endif
         enddo
         print*
      enddo
      end

El árbol se representa en la matriz de entrada tde la manera habitual, raíz en 1, raíz-> izquierda en 2, raíz-> derecha en 3 raíz-> izquierda-> izquierda en 4 ...

La salida debe caber en un terminal convencional de hasta 5 niveles de profundidad.

Utilizo exactamente una barra entre cada par de nodos, que se ve bastante tonto cerca de la parte superior una vez que hay cuatro o más niveles. Permití nodos de hasta tres dígitos.

Programa completo con comentarios y un andamio de lanzamiento:

      program tree

      parameter (l=8)          ! How many nodes to support
      dimension i(l)

c     Initialize the array to all empty nodes
      do j=1,l
         i(j)=-1
      end do
c     Fill in some values
      i(1)=3
      i(2)=1
      i(3)=5
      i(5)=2
      i(6)=4
      i(7)=7
c      i(14)=6
c      i(15)=8
c     Call the printing routine
      call q(l,i)

      stop
      end

c     Print an ASCII representation of the tree
c
c     u the length of the array containing the tree
c     t an integer array representing the tree.
c
c     The array contains only non-negative values, and empty nodes are
c     represented in the array with -1.
c
c     The printed representation uses three characters for every node,
c     and places the (back) slash equally between the two node-centers.
      subroutine q(u,t)
      implicit integer(i-z)
      character*33 f,g
      dimension t(u)
      m=ceiling(log(real(u))/log(2.)) ! maximum depth of the tree
      v=2**(m+1)-1              ! width needed for printing the whole tree
                                ! Optimized from 3*2**m + 1*((2**m)-1) at
                                ! the bottom level
      do l=1,m
         n=2**(l-1)             ! number of nodes on this level
         k=2**(m-l+2)-3         ! internode spacing
         w=(3+k)*2**(l-1)-k     ! width needed for printing this row
                                ! Optimized from 3*2**l + k*((2**l)-1) at
                                ! the bottom level
         p=1+(v-w)/2            ! padding for this row
c     Print the connecting lines associated with the previous level
         if(l.ne.1)then         ! Write the connecting lines
            write(f,'(A,I3,A)')'(A',p,',$)'
            print f,' '
            write(f,'(A5,I3,A3)')'(A3,A',k,',$)'
            do j=2**(l-1),2**l-1
               if(t(j/2).lt.0.or.t(j).lt.0)then
                  print f,'   ',' '
               elseif(mod(j,2).eq.0)then
                  print f,'  /',' '
               else
                  print f,' \ ',' '
               endif
            enddo
            print*
         endif
c     Print the nodes on this level
         write(f,'(A,I3,A)')'(A',p,',$)'
         print f,' '
         write(f,'(A5,I3,A3)')'(I3,A',k,',$)'
         write(g,'(A2,I3,A3)')'(A',k+3,',$)'
         do j=2**(l-1),2**l-1
            if(t(j).ge.0)then
               print f,t(j),' '
            else 
               print g,' '
            endif
         enddo
         print*
      enddo
      end

Salida con entrada equivalente al ejemplo:

$ ./a.out 
         3             
     /      \      
     1       5     
      \    /  \  
       2   4   7 

CJam, 100 99 bytes

q~_,2b,)2\#:Q1@{_2$<Q(S*:T*TQ2/:Q@ts[N+_0@{@1$' >{2$St2$_Q3*&2/^_4$>"\/"=t}*@)}/;U*o]o1:U$>\2*\}h];

La entrada debe ser una lista de caracteres, sin caracteres de control ASCII. Los nodos vacíos se denotan por un espacio. También debe ser un árbol binario perfecto con exactamente 2 ⁿ -1 nodos.

Ejemplo:

['6 '3 '7 '1 '4 '  '9 '0 '2 '  '5 '  '  '8 ' ]

O simplemente use cadenas:

"63714 902 5  8 "

Salida:

                6              
            /       \          
        3               7      
      /   \               \    
    1       4               9  
   / \       \             /   
  0   2       5           8    

Explicación

q~                        " Read input. ";
_,2b,                     " Get tree height. ";
)2\#:Q                    " Get (displayed) tree width and save it in Q. ";
1@                        " Push X=1 and rotate the input to top. ";
{                         " Do: ";
    _2$<                  " Get first X characters from the input. ";
    Q(S*:T                " T = (Q-1) spaces. ";
    *                     " Separate the X characters by T. ";
    TQ2/:Q@t              " Put the string in the middle of T, and divide Q by 2. ";
    s                     " Concatenate everything into a string.
                            This is the line of node labels. ";
    [
        N+                " Append a newline. ";
        _                 " Duplicate. ";
        0@                " Push a 0 and rotate the original string to top. ";
        {                 " For each character: ";
            @             " Rotate the duplicate to top. ";
            1$' >         " Test if the current character is greater than a space. ";
            {             " If true: ";
                2$St      " Set the current character in the duplicate to space. ";
                2$        " Copy the current position I (the number initialized with 0). ";
                _Q3*&2/^  " Calculate I ^ ((I & (3*Q))>>1),
                            the position of the relationship character. ";
                _4$>      " Test if it is greater than the current position. ";
                "\/"=     " Select the relationship character. ";
                t         " Change the character in the duplicate. ";
            }*
            @)            " Increment the current position. ";
        }/
                          " The last two items are the line of relationship characters
                            and the tree width. ";
        ;                 " Discard the tree width. ";
        U*                " If it is the first line, empty the line of
                            relationship characters. ";
        o                 " Output. ";
    ]o                    " Output the line of node labels. ";
    1:U                   " Mark it not the first line. ";
    $>                    " Remove the first X characters from the input. ";
    \2*\                  " Multiply X by 2. ";
}h                        " ...while the input is not empty. ";
];                        " Discard everything in the stack. ";

Script de conversión

[[0LL]W]
[q~{_a_:i={'0+}*}%La2*f+
_,,]z$
1$a+
{
    {
        1$1=1$1=>:T
        {
            ~@0=2 3$1=t
            @1@ta\+
        }*
        T
    }g
}*
0=1=a
{
    {
        (M\+:M;
        La[' LL]aer~
    }%
    _[' LL]a-
}g
];
M0+`-3<']+

Acepta caracteres o números de un solo dígito.

Ejemplos (todos son iguales):

['6 '7 '9 '3 '1 '2 '8 '4 '0 '5]
[6 7 9 3 1 2 8 4 0 5]
"6793128405"

Salida:

['6 '3 '7 '1 '4 ' '9 '0 '2 ' '5 ' ' '8 ' ]

Es una construcción sencilla de árbol cartesiano.

Python 2, 411 bytes

import math
def g(a,o,d,l,b):
 if l<0:
    return
 c=2*b+1
 k=2*l+1
 o[k]=' '*b
 n=d-l
 p=1 if n==0 else 3*2**n-1
 o[k-1]=p/2*' '
 i=0
 for v in a[2**l-1:2**l*2-1]:
    v=' ' if v==None else v
    o[k]+=v+' '*c
    m=' ' if v==' ' else '/' if i%2==0 else '\\'
    o[k-1]+=m+max(1,b)*' ' if i%2==0 else m+p*' '
    i+=1

 g(a,o,d,l-1,c)
def f(a):
 d=int(math.log(len(a),2))
 o=['']*(d*2+2)
 g(a,o,d,d,0)
 print '\n'.join(o[1:])

Nota: El primer nivel de sangría es 1 espacio, el segundo es una pestaña.

Llame fcon una lista de cadenas de un carácter o None's, por ejemplo. f(['1',None,'3']). La lista no puede estar vacía.

Esto debería obedecer las reglas de la recompensa.

Script de conversión:

Convierte y ordena al formato utilizado por la impresora de árbol binario. Ejemplo:

$ python conv.py [3,5,4,6,1,2]
['3', '1', '5', None, '2', '4', '6']

-

import sys

def insert(bt, i):
    if i < bt[0]:
        j = 0
    else:
        j = 1

    n = bt[1][j]
    if n == [None]:
        bt[1][j] = [i, [[None], [None]]]
    else:
        insert(bt[1][j], i)

def insert_empty(bt, i):
    if i == 0:
        return
    if bt == [None]:
        bt += [[[None], [None]]]

    insert_empty(bt[1][0], i - 1)
    insert_empty(bt[1][1], i - 1)

def get(l, level):
    if level == 0:
        if type(l) == list:
            return ([], l)
        else:
            return ([l], [])
    elif type(l) != list:
        return ([], [])

    res = []
    left = []

    for r, l in  [get(i, level - 1) for i in l]:
        res += r
        left += l

    return (res, left)

if __name__ == '__main__':
    l = eval(sys.argv[1])
    bt = [l[0], [[None], [None]]]
    map(lambda x: insert(bt, x), l[1:])

    depth = lambda l: 0 if type(l) != list else max(map(depth, l)) + 1
    d = (depth(bt) + 1) / 2

    insert_empty(bt, d - 1)

    flat = []
    left = bt
    i = 0
    while len(left) > 0:
        f, left = get(left, 1)
        flat += f

        i += 1

    for i in range(len(flat) - 1, -1, -1):
        if flat[i] == None:
            flat.pop()
        else:
            break

    flat = map(lambda x: None if x == None else str(x), flat)

    print flat

Ejemplos:

Para ejecutar estos debe tener el archivo principal llamado bt.pyy el archivo convertidor llamado conv.py.

$ python conv.py [3,5,4,6,1,2] | python -c 'import bt; bt.f(input())'
   3
  / \
 1   5
  \ / \
  2 4 6
$ python conv.py [5,4,3,7,9] | python -c 'import bt; bt.f(input())'
   5
  / \
 4   7
/     \
3     9
$ python conv.py [1,2,3,4,5,6] | python -c 'import bt; bt.f(input())'
                               1
                                       \
                                               2
                                                   \
                                                       3
                                                         \
                                                           4
                                                            \
                                                             5
                                                              \
                                                              6
$ python conv.py [6,5,4,3,2,1] | python -c 'import bt; bt.f(input())'
                                   6
                       /
               5
           /
       4
     /
   3
  /
 2
/
1

APL, 125 caracteres

{⍵{x←⍵[0;d←⌈2÷⍨1⌷⍴⍵]←↑⍺
2 1∇{x[2↓⍳↑⍴x;(⍳d)+d×⍺-1]←⍵(⍺⍺⍣t←0≠⍴⍵)2↓x[;⍳d]
x[1;d+(⌈d÷4)ׯ1*⍺]←' /\'[t×⍺]}¨⍺[2 1]
x}' '⍴⍨2(×,*)≡⍵}

Ejemplo:

{⍵{x←⍵[0;d←⌈2÷⍨1⌷⍴⍵]←↑⍺
2 1∇{x[2↓⍳↑⍴x;(⍳d)+d×⍺-1]←⍵(⍺⍺⍣t←0≠⍴⍵)2↓x[;⍳d]
x[1;d+(⌈d÷4)ׯ1*⍺]←' /\'[t×⍺]}¨⍺[2 1]
x}' '⍴⍨2(×,*)≡⍵}('1' ('2' ('3' ('4' ()()) ('5' ()())) ('6' ()('7' ()())))('8' ()('9' ('0' ()())())))

Probado aquí.

Rubí, 265 bytes.

def p(t);h=Math.log(t.length,2).to_i;i=-1;j=[];0.upto(h){|d|s=2**(h-d)-1;c=2**d;if d>0;m=' '*(s+s/2)+'I'+' '*(s-s/2);1.upto(d){m+=' '+m.reverse};w=i;puts m.gsub(/I/){|o|t[w+=1]?(w%2==0?'\\':'/'):' '};end;puts (0...c).map{' '*s+(t[i += 1]or' ').to_s+' '*s}*' ';};end

La versión @proudhaskeller, 269 bytes

def p(t);h=Math.log(t.length,2).to_i;i=-1;j=[];0.upto(h){|d|s=(z=2**(h-d))-1;c=2**d;if d>0;m=' '*(s+z/2)+'I'+' '*(s-z/2);1.upto(d){m+=' '+m.reverse};w=i;puts m.gsub(/I/){|o|t[w+=1]?(w%2==0?'\\':'/'):' '};end;puts (0...c).map{' '*s+(t[i += 1]or' ').to_s+' '*s}*' ';};end

Explicación

La versión detallada:

def p(t)
  depth = Math.log(t.length, 2).floor
  i = -1
  j = []
  (0..depth).each do |d|
    s = 2 ** (depth-d)-1
    c = 2 ** d

    if d > 0
      m = ' '*(s+s/2) + '|' + ' '*(s-s/2)
      w = i
      1.upto(d) { m += ' ' + m.reverse }
      puts m.gsub(/\|/) { |o| t[w+=1] ? (w%2==0 ? '\\' : '/') : ' ' }
    end

    puts (0...c).map{' '*s+(t[i += 1]or' ').to_s+' '*s}*' '
  end
end

Ejemplo

n = nil
p([
  1, 2, 3, 4, 5,
  n, 7, 8, 9, 0,
  1, n, n, 4, 5,
  6, 7, 8, 9, 0,
  1, 2, 3, n, n,
  n, n, 8, 9, n,
  n
])

da:

               1               
          /         \          
       2               3       
    /     \               \    
   4       5               7   
 /   \   /   \           /   \ 
 8   9   0   1           4   5 
/ \ / \ / \ / \         / \    
6 7 8 9 0 1 2 3         8 9   

(Todavía no he escrito el script de conversión).