解决二叉树遍历相关问题（过程中深入一下C++递归程序栈编译和执行）
解决二叉树遍历相关问题（过程中深入一下C++递归程序栈编译和执行）
首先，事情是这样的：问题是求二叉树的根节点到某个节点的路径。
方法自然很多：树的后序遍历，图的BFS、DFS遍历等等。
这里，为了快速搞定代码先，就首先考虑了改造递归方式的后序遍历。
简单思路如下：
① 后续遍历，左右根
② 如果遍历到了目标节点：那么此时程序递归栈中，正常的话，从栈底到顶，应该刚好是待求路径
③ 在②的情况下，接下来得防止递归进入某个右子树，以至存好的路径被破坏。（左边不用考虑，因为后序遍历，待求节点的“左边”节点的递归，必然早已出了程序栈）
代码如下：
typedef struct BiTNode{
char data;
struct BiTNode * lchild, *rchild;
} BTNode, *BiTree;
//树的，先序，后序，中序，
///后序：（比如：求根到某个节点的路径）
bool flag = true;
char way[10000];
int i=0;
void PostOrder(BTNode* root, BiTree T, BTNode* destination){
BiTree p = T;
if(p == destination) flag = false; //如果 p指向了目标节点地址
if(p!=NULL){
PostOrder(root,p->lchild,destination);
if(flag){
PostOrder(root,p->rchild,destination);
}
}
if(!flag){//从找到目标节点之后，开始启动这个分支代码：
if(p!=NULL){
way[i++]=p->data;//反向记录路径
}
if(p == root) {//此时代表：找到目标元素后，程序栈已经回溯到树根，此时，倒序输出 way数组之后，即可退出程序
i--;
for(i;i>=0;i--){
cout<<way[i]<<" ";
}
return;
}
}
}
首先，必须承认，递归+条件判断，执行时间就是一个超级慢速的过程，不过这不是今天讨论的key。
按说，我这个思路应该是没毛病的，主函数调用测试代码如下：
输出应为：1 2 3（查找到node3的路径）
int main(){
BTNode node = {'1',NULL,NULL};
BiTree T = &node;
BTNode node2 = {'2',NULL,NULL};;
T->rchild = &node2;
BTNode node3 = {'3',NULL,NULL};;
BiTree T3 = T->rchild;
T3->lchild = &node3;
PostOrder(T,T,T3->lchild);
}
OK，代码介绍完了。接下来，开始聊递归中的一些问题：
① 值传递
VS地址传递
首先，如果我的函数是这样定义的话：（值传递，函数里的判断使用&目标值）
void PostOrder(BiTree root,BiTree T, BTNode destination){
if(p == &destination) flag = false; //如果 p指向了目标节点地址
。。。//其他内容省略
}
结果必然是错的，因为值传递，只是简单的将其值copy一份，传递给了子递归，这时候地址已经不是原来destination的地址了（我测试的，地址是随着函数嵌套在累减），（Java的spring中的BeanCopy功能，可以类比此过程）
测试代码：
void PostOrder(BiTree root,BiTree T, BTNode destination){
BiTree p = T;
if(p == &destination) flag = false; //如果 p指向了目标节点地址
cout<<"p="<<p<<"\t\t"<<"&destination="<<&destination<<endl;
if(p!=NULL){
PostOrder(root,p->lchild,destination);
if(flag){
PostOrder(root,p->rchild,destination);
}
}
if(!flag){//从找到目标节点之后，开始启动这个分支代码：
if(p!=NULL){
way[i++]=p->data;//反向记录路径
}
if(p == root) {//此时代表：找到目标元素后，程序栈已经回溯到树根，此时，倒序输出 way数组之后，即可退出程序
i--;
for(i;i>=0;i--){
cout<<way[i]<<" ";
}
return;
}
}
}
int main(){
BTNode node = {'1',NULL,NULL};
BiTree T = &node;
BTNode node2 = {'2',NULL,NULL};;
T->rchild = &node2;
BTNode node3 = {'3',NULL,NULL};;
BiTree T3 = T->rchild;
T3->lchild = &node3;
PostOrder(T,T,node3);
// PostOrder(T,T,T3->lchild);
}
这里分析一下地址累减的原因：必然是因为计算机底层的程序栈，栈底在高地址部分，然后嵌套的子函数依次在下面低地址部分。&destination相等的部分，是因为在程序递归树的同一层。
这里从计算机组成原理的角度考虑，大致就是如下图所示的底层存储逻辑：
其实从汇编语言层面理解，也可以：
调用上一层函数的变量的时候，指令一般是指定寄存器进行加字或字节的某整数倍
调用本层函数的变量的时候，指令一般是指定寄存器进行减字或字节的某整数倍
② 考虑问题的时候，不能将关键判断使用第一层调用传递的destination地址，也就是说，必须得保证某个传递地址一直保持不变的状态
直接来例子吧，代码如果这样写：
void PostOrder(BiTree T, BTNode *destination){
BiTree p = T;
if(p == destination) flag = false; //如果 p指向了目标节点地址
if(p!=NULL){
PostOrder(p->lchild,destination);
if(flag){
PostOrder(p->rchild,destination);
}
}
if(!flag){//从找到目标节点之后，开始启动这个分支代码：
if(p!=NULL){
way[i++]=p->data;//反向记录路径
}
if(p == T) {//此时代表：找到目标元素后，程序栈已经回溯到树根，此时，倒序输出 way数组之后，即可退出程序
i--;
for(i;i>=0;i--){
cout<<way[i]<<" ";
}
return;
}
}
}
之所以刚开始这样定义函数，我考虑的是等待代码中的左右两个分支问题搞定后，代码自己就回到首次调用了，而这时候的T地址就是最开始那个根，于是乎，我就暂时忽略了递归回溯过程中，T地址一步一步加回栈顶的过程中对分支结构下面那部分if代码的调用。
相信眼尖的一下就看到问题所在了，p==T恒成立，所以不会输出任何东西（因为i都嘎子负数了，还输出个锤子，想想晚上写代码就是脑子瓦特）。
OK，over，有很多CO底层知识，我这里没有深入去解释，但是确实CO知识的存储，对写代码时的理解程度会深一些，确有体会，比如写函数的时候，会想到分段式存储、编译后指令排列的可能顺序，递归过程和回溯过程中地址的传递和变化等等。