1、二叉树的深度遍历
二叉树的遍历是指从根结点出发,按照某种次序依次访问二叉树的所有结点,使得每个结点被访问一次且仅被访问一次。 访问和次序。
对于二叉树的深度遍历,有前序遍历二叉树、中序遍历二叉树、后序遍历二叉树三种形式,下面分别进行学习和介绍。
1.1 二叉树的前序遍历
1)前序递归遍历
规则是若二叉树为空,则空操作返回,否则先访问根结点,然后前序遍历左子树,再前序遍历右子树。如下图所示,遍历的顺序为ABDGHCEIF。
前序递归遍历的代码实现,如下所示。
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//前序递归遍历 void PreOrderTraverse(BiTree t) { if(t != NULL) { printf("%c ", t->data); PreOrderTraverse(t->lchild); PreOrderTraverse(t->rchild); } } |
1.2 中序遍历二叉树
1)中序递归遍历
规则是若树为空,则空操作返回,否则从根结点开始(注意这里并不是先访问根结点),中序遍历根结点的左子树,然后是访问根结点,最后中序遍历右子树。如下图所示,遍历的顺序为:GDHBAEICF。
中序递归遍历代码实现如下所示。
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//中序递归遍历 void InOrderTraverse(BiTree t) { if(t != NULL) { InOrderTraverse(t->lchild); printf("%c ", t->data); InOrderTraverse(t->rchild); } } |
1.3 后序遍历二叉树
1)后序递归遍历
规则是若树为空,则空操作返回,否则从左到右先叶子后结点的方式遍历访问左右子树,最后是访问根结点。遍历的顺序为:GHDBIEFCA。
后序递归遍历代码实现,如下所示。
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//后序递归遍历 void PostOrderTraverse(BiTree t) { if(t != NULL) { PostOrderTraverse(t->lchild); PostOrderTraverse(t->rchild); printf("%c ", t->data); } } |
2、二叉树的广度遍历
广度遍历二叉树(即层次遍历)是用队列来实现的,从二叉树的第一层(根结点)开始,自上而下逐层遍历;在同一层中,按照从左到右的顺序对结点逐一访问。如下图所示,遍历的顺序为:ABCDEFGHI。
按照从根结点到叶结点、从左子树到右子树的次序访问二叉树的结点,具体思路如下:
A. 初始化一个队列,并把根结点入队列;
B. 当队列为非空时,循环执行步骤3到步骤5,否则执行步骤6;
C. 出队列取得一个结点,访问该结点;
D. 若该结点的左子树为非空,则将该结点的左子树入队列;
E. 若该结点的右子树为非空,则将该结点的右子树入队列;
F. 结束。
广度遍历二叉树代码实现,如下所示。
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//层次遍历二叉树 - 广度遍历二叉树 - 队列 int TraverseBiTree(BiTree t) { LinkQueue q; InitQueue(&q);
BiTree tmp = t; if(tmp == NULL) { fprintf(stderr, "the tree is null.\n"); return ERROR; }
InsertQueue(&q, tmp); while(QueueIsEmpty(&q) != OK) { DeQueue(&q, &tmp); printf("%c ", tmp->data); if(tmp->lchild != NULL) { InsertQueue(&q, tmp->lchild); } if(tmp->rchild != NULL) { InsertQueue(&q, tmp->rchild); } }
return OK; } |
3、推导遍历结果
两个二叉树遍历的性质:
前序遍历和中序遍历,可以唯一确定一棵树。
后续遍历和中序遍历,可以唯一确定一棵树。(这一块多做练习即可)
4、二叉树的建立
如果要在内存中建立一个如下左图这样的树,wield能让每个结点确认是否有左右孩子,我们对它进行扩展,变成如下右图的样子,也就是将二叉树中的每个结点的空指针引出一个虚结点,其值为一个特定值,比如”#”,称之为扩展二叉树。扩展二叉树就可以做到一个遍历序列确定一棵二叉树了。如前序遍历序列为AB#D##C##。
有了这样的准备,就可以看看如何生成一棵二叉树了。假设二叉树的结点均为一个字符,把刚才前序遍历序列AB#D##C##用键盘挨个输入,实现的算法如下所示。
二叉树建立实现代码一,如下所示。
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//创建树 //按先后次序输入二叉树中结点的值(一个字符),#表示空树 //构造二叉链表表示的二叉树 BiTree CreateTree(BiTree t) { char ch; scanf("%c", &ch);
if(ch == '#') { t = NULL; } else { t = (BitNode *)malloc(sizeof(BitNode)); if(t == NULL) { fprintf(stderr, "malloc() error in CreateTree.\n"); return; }
t->data = ch; //生成根结点 t->lchild = CreateTree(t->lchild); //构造左子树 t->rchild = CreateTree(t->rchild); //构造右子树 } return t; } |
二叉树建立实现代码二,如下所示。
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//创建树方法二 int CreateTree2(BiTree *t) { char ch; scanf("%c", &ch);
if(ch == '#') { (*t) = NULL; } else { (*t) = (BiTree)malloc(sizeof(BitNode)); if((*t) == NULL) { fprintf(stderr, "malloc() error in CreateTree2.\n"); return ERROR; }
(*t)->data = ch; CreateTree2(&((*t)->lchild)); CreateTree2(&((*t)->rchild)); } return OK; } |
其实建立二叉树,也是利用了递归的原理。只不过在原来应该打印结点的地方,改成生成结点、给结点赋值的操作而已。因此,完全可以用中序或后序遍历的方式实现二叉树的建立,只不过代码里生成结点和构造左右子树的代码顺序交互一下即可。
5、二叉树的深度
树中结点的最大层次称为树的深度。对于二叉树,求解树的深度用以下两种方法实现。即非递归和递归的方法实现。求二叉树的深度也是非常常见的一个操作。这个操作使用后续遍历比较符合人们求解二叉树高度的思维方式:首先分别求出左右子树的高度,在此基础上得出该棵树的高度,即左右子树较大的高度值加1.
递归求解二叉树的深度实现代码,如下所示。
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//二叉树的深度 - 递归 //返回值: 二叉树的深度 int tree_height(BiTree t) { int dept = 0;
if(t) { int lchilddept = BiTreeDeep(t->lchild); int rchilddept = BiTreeDeep(t->rchild);
dept = lchilddept >= rchilddept ? (lchilddept + 1) : (rchilddept + 1); }
return dept; } |
6、统计二叉树中的叶子节点
二叉树的遍历是操作二叉树的基础,二叉树的很多特性都可以通过遍历二叉树得到。统计二叉树叶子节点的个数常见的操作。
/*统计二叉树中的叶子结点数*/
/**************************************************
算法描述:编写递归算法,计算二叉树中叶子节点数目
****************************************************/
int leaf_num(ptnode list)
{
if(NULL == list)
{
return 0; //空树,无叶子
}
else if(!list->pLchild && !list->pRchild)
{
return 1;
}
else
{
return (leaf(list->pLchild) + leaf(list->pRchild));
}
}
/************************
算法分析:
首先要明白其本质还是二叉树的遍历.只不过是带额外有条件的输出.即找出叶子结点并
进行计数.
1.提到计数的话,一开始的反应就是建立一个int型变量(如count),然后找到一个符合条件
的就进行count ++; 但在这里就不是那么合适了.因为若是要遍历,选择递归遍历,则每次
调用一次递归函数都会创建一个count,各个count都不相同.而且都会被初始化为0,这样就
没什么意义了.
2.所以采取的方法就是利用函数返回值.把函数定义为返回值为int型的函数.
3.然后进行判断:
if(!t->lch && !t->rch)如果左右结点都为NULL,则返回1(也就是计数+1).
否则就调用递归函数,先左子树,后右子树.这个算法真正精髓的一句就是:
return (leaf(t->lch) + leaf(t->rch));
在调用递归的同时把各个递归函数的返回值都加了起来.而最终返回到主函数的值
就是叶子节点的个数!巧妙!
**************************/
如果需要完整程序,可找我索取。
出自:《大话数据结构》严蔚敏老师之《数据结构》
二叉树的算法我大都是利用递归实现的,非递归的后面用到再进行深究。二叉树自己还不是十分理解,以后还应该进行加强巩固。