本文指导你编写一个输出到字符控制台的形象的二叉树展示。
目录
一般的Tree显示方式
理想的显示方式
实现方法
计算显示位置
输出数据
计算显示位置的代码
输出数据的代码
编写二叉树算法时调试是很头疼的,如何显示成一目了然的树结构呢?以目录树方式显示当然比较简单,类似windows控制台的Tree命令的效果:
这种输出只需要正确计算节点的缩进级别就可以了,用一个递归函数很容易就实现了。
但是这种输出方式并不方便查看,不容易直接看到两个子节点。而我们一般讲解二叉树的时候都是横向排版,两个子节点排在父节点下面的同一行。
理想的显示方式如下图所示:
这就是程序的实际输出效果,左子节点左边有个“[”,右子节点右边有个“]”,这样每一组子节点就一目了然,左子树整个都显示在父节点的左边,右子树整个都显示在父节点右边。
由于我们的目的不是做完美的界面,所以不会考虑ncurse库这种能随意绘制的方式(如果这样不如直接用图形界面了),我们只考虑一般的逐行输出的控制台。
要想实现这种效果,需要分两步来做:
计算显示位置是个比较复杂的事情,因为每个节点的显示宽度是不确定的,需要预先确定每个节点的宽度,然后根据结构计算正确的位置,如果子节点缺失,没必要占用显示空间。
既然这么复杂,我们可以把问题拆开,把计算精确位置留给第二步,把每个节点当成一个格子,这一步只计算格子位置。
计算出的格子位置如何保存呢?这就需要一个表格,这个表格的行列数刚好容纳整个二叉树。仔细观察一下上面的输出示例图形,每一个节点都独立占据一列,因为表格的列数就是总的节点数,行数就是树的深度。
这样很容易预先申请一个二维数组,然后根据计算出的位置设置里面的值,最后将这个二维数组输出就可以了。
经过上一步,输出数据已经在二维数组里,如何显示就比较容易了。只需要预先计算一下每列的最大显示宽度,然后逐个输出就可以了。
当然为了实现这个功能,最好有一些包装类,以简化操作。
这只是示意代码:
//树形显示,px为偏移量,左边元素数
void _check_show_tree(Table& table, T_SIZE h, bool left = true, T_SIZE line = 0, T_SIZE px = 0)
{
//thelog << h << " " << line << " " << px << endi;
if (!_check_is_data_node(h))
{
//thelog << "空" << endi;
return;
}
T_SIZE leftCount = _check_get_count(TREE_NODE::at(h).hLeft);
//thelog << "leftCount " << leftCount << endi;
T_SHM_SIZE pos = px + leftCount;
table.SetData(line, pos, TREE_NODE::at(h).toString2(left));//设置自身数据
//thelog << "TREE_NODE::at(h).hLeft " << TREE_NODE::at(h).hLeft << endi;
_check_show_tree(table, TREE_NODE::at(h).hLeft, true, line + 1, px);//处理左子项
//thelog << "TREE_NODE::at(h).hRight " << TREE_NODE::at(h).hRight << endi;
_check_show_tree(table, TREE_NODE::at(h).hRight, false, line + 1, pos + 1);//处理右子项
}
解释一下这个代码:
Table是个包装好的类,能通过table.SetData()直接对某个位置设置值。
T_SIZE h 就是节点的指针或者句柄,这里实际上是位置索引。
_check_is_data_node(h) 判断一个位置是否是有效位置,相当于判断是不是空指针。
TREE_NODE::at(h) 获取位置上的节点对象的引用。
TREE_NODE::at(h).toString2(left) 这个代码获得节点的显示字符串,参数控制是否是左节点,左节点添加“[”,右节点添加“]”。
基本逻辑就是:
如果不是有效节点,返回0
否则返回1+左节点树的总节点数+右节点数的总节点数
第一步,计算每个列的最大宽度
第二步,按照每个列的最大宽度输出每个字段,为了格式整齐,一定要用空格来填补,不可以用tab。数据中最好不要有tab、回车换行之类的东西,也不要有中文。
(这里是结束)