先使用先序的方法建立一棵二叉树,然后分别使用递归与非递归的方法实现前序、中序、后序遍历二叉树,并使用了两种方法来进行层次遍历二叉树,一种方法就是使用STL中的queue,另外一种方法就是定义了一个数组队列,分别使用了front和rear两个数组的下标来表示入队与出队,还有两个操作就是求二叉树的深度、结点数。。。
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#include<iostream>
-
#include<queue>
-
#include<stack>
-
using namespace std;
-
-
//二叉树节点的描述
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typedef struct BiTNode
-
{
-
char data;
-
struct BiTNode *lchild, *rchild;
-
}BiTNode,*BiTree;
-
-
//按先序遍历创建二叉树
-
//BiTree *CreateBiTree()
-
//void CreateBiTree(BiTree &root)
-
void CreateBiTree(BiTNode **root)
-
{
-
char ch; //要插入的数据
-
scanf("%c", &ch);
-
//cin>>ch;
-
if(ch=='#')
-
*root = NULL;
-
else
-
{
-
*root = (BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
-
(*root)->data = ch;
-
printf("请输入%c的左孩子:",ch);
-
CreateBiTree(&((*root)->lchild));
-
printf("请输入%c的右孩子:",ch);
-
CreateBiTree(&((*root)->rchild));
-
}
-
}
-
-
//前序遍历的算法
-
void PreOrder(BiTNode *root)
-
{
-
if(root==NULL)
-
return ;
-
printf("%c ", root->data); //输出数据
-
PreOrder(root->lchild); //递归调用,前序遍历左子树
-
PreOrder(root->rchild); //递归调用,前序遍历右子树
-
}
-
-
//前序遍历的算法
-
void InOrder(BiTNode *root)
-
{
-
if(root==NULL)
-
return ;
-
InOrder(root->lchild); //递归调用,前序遍历左子树
-
printf("%c ", root->data); //输出数据
-
InOrder(root->rchild); //递归调用,前序遍历右子树
-
}
-
-
//后序遍历的算法
-
void PostOrder(BiTNode *root)
-
{
-
if(root==NULL)
-
return ;
-
PostOrder(root->lchild); //递归调用,前序遍历左子树
-
PostOrder(root->rchild); //递归调用,前序遍历右子树
-
printf("%c ", root->data); //输出数据
-
}
-
-
/*
-
二叉树的非递归前序遍历,前序遍历思想:先让根进栈,只要栈不为空,就可以做弹出操作,
-
每次弹出一个结点,记得把它的左右结点都进栈,记得右子树先进栈,这样可以保证右子树在栈中总处于左子树的下面。
-
*/
-
void PreOrder_Nonrecursive(BiTree T) //先序遍历非递归
-
{
-
if(!T)
-
return ;
-
-
stack<BiTree> s;
-
s.push(T);
-
-
while(!s.empty())
-
{
-
BiTree temp = s.top();
-
cout<<temp->data<<" ";
-
s.pop();
-
if(temp->rchild)
-
s.push(temp->rchild);
-
if(temp->lchild)
-
s.push(temp->lchild);
-
}
-
}
-
-
void PreOrder_Nonrecursive1(BiTree T) //先序遍历非递归
-
{
-
if(!T)
-
return ;
-
stack<BiTree> s;
-
BiTree curr = T;
-
while(curr != NULL || !s.empty())
-
{
-
while(curr != NULL)
-
{
-
cout<<curr->data<<" ";
-
s.push(curr);
-
curr = curr->lchild;
-
}
-
if(!s.empty())
-
{
-
curr = s.top();
-
s.pop();
-
curr = curr->rchild;
-
}
-
}
-
}
-
-
void PreOrder_Nonrecursive2(BiTree T) //先序遍历非递归
-
{
-
if(!T)
-
return ;
-
-
stack<BiTree> s;
-
while(T) //左子树上的节点全部压入栈中
-
{
-
s.push(T);
-
cout<<T->data<<" ";
-
T = T->lchild;
-
}
-
-
while(!s.empty())
-
{
-
BiTree temp = s.top()->rchild; //栈顶元素的右子树
-
s.pop(); //弹出栈顶元素
-
while(temp) //栈顶元素存在右子树,则对右子树同样遍历到最下方
-
{
-
cout<<temp->data<<" ";
-
s.push(temp);
-
temp = temp->lchild;
-
}
-
}
-
}
-
-
void InOrderTraverse1(BiTree T) //中序遍历非递归
-
{
-
if(!T)
-
return ;
-
BiTree curr = T; //指向当前要检查的节点
-
stack<BiTree> s;
-
while(curr != NULL || !s.empty())
-
{
-
while(curr != NULL)
-
{
-
s.push(curr);
-
curr = curr->lchild;
-
}//while
-
if(!s.empty())
-
{
-
curr = s.top();
-
s.pop();
-
cout<<curr->data<<" ";
-
curr = curr->rchild;
-
}
-
}
-
}
-
-
void InOrderTraverse(BiTree T) //中序遍历非递归
-
{
-
if(!T)
-
return ;
-
stack<BiTree> s;
-
BiTree curr = T->lchild; //指向当前要检查的节点
-
s.push(T);
-
while(curr != NULL || !s.empty())
-
{
-
while(curr != NULL) //一直左走
-
{
-
s.push(curr);
-
curr = curr->lchild;
-
}
-
curr = s.top();
-
s.pop();
-
cout<<curr->data<<" ";
-
curr = curr->rchild;
-
}
-
}
-
-
void PostOrder_Nonrecursive1(BiTree T) //后序遍历非递归
-
{
-
stack<BiTree> S;
-
BiTree curr = T ; //指向当前要检查的节点
-
BiTree previsited = NULL; //指向前一个被访问的节点
-
while(curr != NULL || !S.empty()) //栈空时结束
-
{
-
while(curr != NULL) //一直左走直到为空
-
{
-
S.push(curr);
-
curr = curr->lchild;
-
}
-
curr = S.top();
-
//当前节点的右孩子如果为空或者已经被访问,则访问当前节点
-
if(curr->rchild == NULL || curr->rchild == previsited)
-
{
-
cout<<curr->data<<" ";
-
previsited = curr;
-
S.pop();
-
curr = NULL;
-
}
-
else
-
curr = curr->rchild; //否则访问右孩子
-
}
-
}
-
-
void PostOrder_Nonrecursive(BiTree T) //后序遍历的非递归 双栈法
-
{
-
stack<BiTree> s1 , s2;
-
BiTree curr ; //指向当前要检查的节点
-
s1.push(T);
-
while(!s1.empty()) //栈空时结束
-
{
-
curr = s1.top();
-
s1.pop();
-
s2.push(curr);
-
if(curr->lchild)
-
s1.push(curr->lchild);
-
if(curr->rchild)
-
s1.push(curr->rchild);
-
}
-
while(!s2.empty())
-
{
-
printf("%c ", s2.top()->data);
-
s2.pop();
-
}
-
}
-
-
-
int visit(BiTree T)
-
{
-
if(T)
-
{
-
printf("%c ",T->data);
-
return 1;
-
}
-
else
-
return 0;
-
}
-
-
void LeverTraverse(BiTree T) //方法一、非递归层次遍历二叉树
-
{
-
queue <BiTree> Q;
-
BiTree p;
-
p = T;
-
if(visit(p)==1)
-
Q.push(p);
-
while(!Q.empty())
-
{
-
p = Q.front();
-
Q.pop();
-
if(visit(p->lchild) == 1)
-
Q.push(p->lchild);
-
if(visit(p->rchild) == 1)
-
Q.push(p->rchild);
-
}
-
}
-
void LevelOrder(BiTree BT) //方法一、非递归层次遍历二叉树
-
{
-
BiTNode *queue[10];//定义队列有十个空间
-
if (BT==NULL)
-
return;
-
int front,rear;
-
front=rear=0;
-
queue[rear++]=BT;
-
while(front!=rear)//如果队尾指针不等于队头指针时
-
{
-
cout<<queue[front]->data<<" "; //输出遍历结果
-
if(queue[front]->lchild!=NULL) //将对首节点的左孩子指针入队列
-
{
-
queue[rear]=queue[front]->lchild;
-
rear++; //队尾指针后移一位
-
}
-
if(queue[front]->rchild!=NULL)
-
{
-
queue[rear]=queue[front]->rchild; //将对首节点的右孩子指针入队列
-
rear++; //队尾指针后移一位
-
}
-
front++; //队头指针后移一位
-
}
-
}
-
-
int depth(BiTNode *T) //树的深度
-
{
-
if(!T)
-
return 0;
-
int d1,d2;
-
d1=depth(T->lchild);
-
d2=depth(T->rchild);
-
return (d1>d2?d1:d2)+1;
-
//return (depth(T->lchild)>depth(T->rchild)?depth(T->lchild):depth(T->rchild))+1;
-
}
-
int CountNode(BiTNode *T)
-
{
-
if(T == NULL)
-
return 0;
-
return 1+CountNode(T->lchild)+CountNode(T->rchild);
-
}
-
-
int main(void)
-
{
-
BiTNode *root=NULL; //定义一个根结点
-
int flag=1,k;
-
printf(" 本程序实现二叉树的基本操作。\n");
-
printf("可以进行建立二叉树,递归先序、中序、后序遍历,非递归先序、中序遍历及非递归层序遍历等操作。\n");
-
-
while(flag)
-
{
-
printf("\n");
-
printf("|--------------------------------------------------------------|\n");
-
printf("| 二叉树的基本操作如下: |\n");
-
printf("| 0.创建二叉树 |\n");
-
printf("| 1.递归先序遍历 |\n");
-
printf("| 2.递归中序遍历 |\n");
-
printf("| 3.递归后序遍历 |\n");
-
printf("| 4.非递归先序遍历 |\n");
-
printf("| 5.非递归中序遍历 |\n");
-
printf("| 6.非递归后序遍历 |\n");
-
printf("| 7.非递归层序遍历 |\n");
-
printf("| 8.二叉树的深度 |\n");
-
printf("| 9.二叉树的结点个数 |\n");
-
printf("| 10.退出程序 |\n");
-
printf("|--------------------------------------------------------------|\n");
-
printf(" 请选择功能:");
-
scanf("%d",&k);
-
switch(k)
-
{
-
case 0:
-
printf("请建立二叉树并输入二叉树的根节点:");
-
CreateBiTree(&root);
-
break;
-
case 1:
-
if(root)
-
{
-
printf("递归先序遍历二叉树的结果为:");
-
PreOrder(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 2:
-
if(root)
-
{
-
printf("递归中序遍历二叉树的结果为:");
-
InOrder(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 3:
-
if(root)
-
{
-
printf("递归后序遍历二叉树的结果为:");
-
PostOrder(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 4:
-
if(root)
-
{
-
printf("非递归先序遍历二叉树:");
-
PreOrder_Nonrecursive1(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 5:
-
if(root)
-
{
-
printf("非递归中序遍历二叉树:");
-
InOrderTraverse1(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 6:
-
if(root)
-
{
-
printf("非递归后序遍历二叉树:");
-
PostOrder_Nonrecursive(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 7:
-
if(root)
-
{
-
printf("非递归层序遍历二叉树:");
-
//LeverTraverse(root);
-
LevelOrder(root);
-
printf("\n");
-
}
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 8:
-
if(root)
-
printf("这棵二叉树的深度为:%d\n",depth(root));
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
case 9:
-
if(root)
-
printf("这棵二叉树的结点个数为:%d\n",CountNode(root));
-
else
-
printf(" 二叉树为空!\n");
-
break;
-
default:
-
flag=0;
-
printf("程序运行结束,按任意键退出!\n");
-
}
-
}
-
system("pause");
-
return 0;
- }
后序遍历非递归的另外一种写法:
-
/*
-
后序遍历由于遍历父节点是在遍历子节点之后,而且左节点和右节点遍历后的行为不一样,
-
所以需要用变量来记录前一次访问的节点,根据前一次节点和现在的节点的关系来确定具体执行什么操作
- */
-
void Postorder(BiTree T)
-
{
-
if(T == NULL)
-
return ;
-
stack<BiTree> s;
-
BiTree prev = NULL , curr = NULL;
-
s.push(T);
-
while(!s.empty())
-
{
-
curr = s.top();
-
if(prev == NULL || prev->lchild == curr || prev->rchild == curr)
-
{
-
if(curr->lchild != NULL)
-
s.push(curr->lchild);
-
else if(curr->rchild != NULL)
-
s.push(curr->rchild);
-
}
-
else if(curr->lchild == prev)
-
{
-
if(curr->rchild != NULL)
-
s.push(curr->rchild);
-
}
-
else
-
{
-
cout<<curr->data;
-
s.pop();
-
}
-
prev = curr;
-
}
- }
输入二叉树中的两个节点,输出这两个结点在树中最低的共同父节点。
思路:遍历二叉树,找到一条从根节点开始到目的节点的路径,然后在两条路径上查找共同的父节点。
-
//得到一条从根节点开始到目的地节点的路径
-
bool GetNodePath(TreeNode *pRoot , TreeNode *pNode , vector<TreeNode *> &path)
-
{
-
if(pRoot == NULL)
-
return false;
-
if(pRoot == pNode)
-
return true;
-
else if(GetNodePath(pRoot->lchild , pNode , path) )
-
{
-
path.push_back(pRoot->lchild);
-
return true;
-
}
-
else if(GetNodePath(pRoot->rchild , pNode , path) )
-
{
-
path.push_back(pRoot->rchild);
-
return true;
-
}
-
return false;
-
}
-
TreeNode *GetLastCommonNode(const vector<TreeNode *> &path1 , const vector<TreeNode *> &path2)
-
{
-
vector<TreeNode *>::const_iterator iter1 = path1.begin();
-
vector<TreeNode *>::const_iterator iter2 = path2.begin();
-
TreeNode *pLast;
-
while(iter1 != path1.end() && iter2 != path2.end() )
-
{
-
if(*iter1 == *iter2)
-
pLast = *iter1;
-
else
-
break;
-
iter1++;
-
iter2++;
-
}
-
return pLast;
-
}
-
TreeNode *GetLastCommonParent(TreeNode *pRoot , TreeNode *pNode1 , TreeNode *pNode2)
-
{
-
if(pRoot == NULL || pNode1 == NULL || pNode2 == NULL)
-
return NULL;
-
vector<TreeNode *> path1;
-
GetNodePath(pRoot , pNode1 , path1);
-
-
vector<TreeNode *> path2;
-
GetNodePath(pRoot , pNode2 , path2);
-
return GetLastCommonNode(path1 , path2);
- }