C语言-数据结构-线索二叉树-生成、遍历源代码

1. 目标

按前序遍历的顺序生成一个二叉树（如下图1所示），然后按照中序遍历的顺序进行线索化，利用空余的左节点指向前驱节点，空余的右节点指向后续节点。最有利用迭代的方式将其输出。

2. 运行示例

其中函数HDThreadTree（）后，二叉树的情形如下：

3. 源代码

程序流程图及代码如下。

#include 
#include 
#define title "------------------------------Life is a fight!------------------------------------"

typedef char elemtype;

/*标识是指向孩子还是存储线索*/
/*0-指向孩子， 1-存储线索*/
typedef enum {link, thread} flag;

typedef struct Tree{
     flag lflag, rflag;
     struct Tree *lchild, *rchild;
     elemtype data;
     } treenode, *ptrtree;

ptrtree pre; //该全局变量用于记录刚刚访问过的前驱节点

/*按照前序遍历输入并创建二叉树，如果没有子节点用空格代替*/
void CrtTree(ptrtree *t)
{
    elemtype c;
    c=getchar();
    if(' '==c)
    {
       *t=NULL;
    }
    else
    {
        *t=(ptrtree)malloc(sizeof(treenode));
        (*t)->data=c;
        (*t)->lflag=link;//默认flag 为link, 即指向自己的子节点
        (*t)->rflag=link;
        CrtTree(&((*t)->lchild));
        CrtTree(&((*t)->rchild));
    }
}

/*按中序遍历的顺序访问二叉树，如果该节点的左孩子为空，则将其指向前驱节点，如果该节点的右孩子为空，则将其指向后继节点*/
void ThreadTree(ptrtree t)
{
    if(t)//如果指针为零则不进行任何操作
    {
       ThreadTree(t->lchild); //首先递归，直到最左边的左孩子为止

       if(!t->lchild)//指向前驱节点的情况
       {
            t->lflag=thread;
            t->lchild=pre;//pre的初始值在HDThreadTree()函数中赋值，此后pre按中序遍历的顺序依次记录遍历的足迹
       }
       if(!pre->rchild)//指向后继节点的情况
       {
           pre->rflag=thread;
           pre->rchild=t;
       }
       pre=t; //pre 变量的初始化，pre获得的第一个值是最左边的节点
       ThreadTree(t->rchild);
    }
}

/**********************************************************************/
/*该函数为线索化后的二叉树加上头指针，使其成为一个环，方便后续迭代访问*/
/*t-传入的二叉树；h-给二叉树加上的头指针*/
/**********************************************************************/
void HDThreadTree(ptrtree t, ptrtree *h)
{
    *h=(ptrtree)malloc(sizeof(treenode));
    (*h)->lflag=link;
    (*h)->rflag=thread;
    (*h)->rchild=*h;//头指针的右孩子指向头指针自身
    if(!t)//如果t为0，则左孩子也指向头指针自身
    {
       (*h)->lflag=thread;
       (*h)->lchild=*h;
    }
    else
    {
        (*h)->lchild=t;//头指针的左孩子指向二叉树
        pre=*h;//进入ThreadTree()函数之前，给pre初始值，指向头指针所指向的内存空间
        ThreadTree(t);
        pre->rflag=thread;//运行ThreadTree()函数后，pre=最右边的节点
        pre->rchild=*h;
        (*h)->rchild=pre;
    }
}

void VisitNode(elemtype c)
{
    printf("%c", c);
}

/************************************************************************************/
/*输入一个二叉树的头节点，通过迭代的方式按中序遍历的方式访问并打印节点的数据        */
/*首先找到最最左端的左节点，然后依靠右线索访问后续节点，如果不存在线索，则访问右孩子*/
/*由于是中序遍历，所以没有指向后续节点的线索的情况下，访问右孩子也是正确的访问顺序                */
/************************************************************************************/
void InorderTraverse(ptrtree h)
{
    ptrtree p;
    p=h->lchild;

    while(p!=h)//如果尚未遍历完一圈，接着往下执行
    {
        while(p->lflag==link)//先找到最左边左节点，也是中序遍历的第一个节点
        {
            p=p->lchild;
        }
        VisitNode(p->data);

        while(p->rflag==thread&&p->rchild!=h)//由于右线索记录的是后续节点，所以如果该节点的右孩子为线索，可以直接访问该线索，找到后续节点并打印
        {
            p=p->rchild;
            VisitNode(p->data);
        }

        p=p->rchild;//向右移动
    }
}


int main(void)
{
    ptrtree h, t=NULL;
    printf("%s\n\n",title);
    printf("Please enter the data:\n");
    CrtTree(&t);
    HDThreadTree(t, &h);
    printf("\nThe result of inorder traverse is: ");
    InorderTraverse(h);
    printf("\n");
    return 0;
}