(c语言)二叉树的三种遍历方法及代码实现

  • 首先创建一棵二叉树:需要结构体还有创建节点的函数。

1.结构体定义

//二叉树的结构体定义
typedef struct TreeNode{
   int data;//数据
   struct TreeNode* left;//左孩子
   struct TreeNode* right;//右孩子
}BTree;

2.创建新节点的函数:其实就是节点初始化,初始化一个“typedef”里面的所有属性

//创建节点:初始化,每次初始化传进一个data值,初始化是初始化每一项
BTree* createNode(int data) {
    BTree* newNode = (BTree*)malloc(sizeof(BTree));//创建一个新节点new,给它分配存储单元
    //分配失败输出错误提示
    if (newNode == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        exit(1);
    }
    //初始化每一项,除了data,其它都空
    newNode->data = data;
    newNode->left = NULL;
    newNode->right = NULL;
    return newNode;
}

3.上面的函数在main里面引用:

//按照需求创建一个二叉树
int main() {
    // 先构建一个二叉树根节点root,赋值为1
    BTree* root = createNode(1);
    root->left = createNode(2);//左孩子2
    root->right = createNode(3);//右孩子3
    root->left->left = createNode(4);
    root->left->right = createNode(5);
    return 0;
}

  如此这就构建了一个二叉树,如下图所示这样的:

(c语言)二叉树的三种遍历方法及代码实现_第1张图片

  然后就是三种遍历方法,对上面这个进行遍历。

先序遍历(Pre-order Traversal):其遍历顺序为:先访问根节点,然后访问左子树,最后访问右子树。在先序遍历中,根节点总是在第一位被访问。

中序遍历(In-order Traversal):其遍历顺序为:先访问左子树,然后访问根节点,最后访问右子树。在中序遍历中,根节点总是在左子树和右子树之间被访问。

后序遍历(Post-order Traversal):其遍历顺序为:先访问左子树,然后访问右子树,最后访问根节点。在后序遍历中,根节点总是在最后一个被访问。

备注:以上三种遍历方式都是深度优先搜索(DFS)的一种实现方式。

  简单再解释一下深度优先和广度优先:

  深度优先搜索(Depth-First Search,DFS)是一种遍历或搜索图或树的算法,其核心思想是尽可能深地访问每个节点的子节点,直到到达叶子节点或无法继续向下访问为止。在进行深度优先搜索时,通常使用栈来保存访问的节点。

  深度优先搜索的特点是将沿着一条路径尽可能深地探索,直到无法继续为止,然后回溯到前一个节点,再选择另一路径。它类似于探险者在地图上尽可能深入地探索某个区域,直到发现所有可能的路径。

  广度优先搜索(Breadth-First Search,BFS)是一种遍历或搜索图或树的算法,其核心思想是优先访问当前节点的所有邻居节点,然后再逐层向外扩展。在进行广度优先搜索时,通常使用队列来保存待访问的节点。

  广度优先搜索的特点是从起始节点开始,优先访问离起始节点最近的节点,然后逐层向外扩展,直到遍历完所有节点或找到目标节点。它类似于水波从中心点向四周扩散的过程。

  • 接着按照上面的概念编写先中后序遍历

1.先序遍历(根左右):左子树为空或已遍历才能遍历右子树

void preorderTraversal(BTree* root) {
    //首先判断节点是否为空,啥也没有的话遍历个毛线啊,直接返回~
    if (root == NULL) {
        return;
    }
    //不为空就把它的值data打印出来
    printf("%d ", root->data);
    //递归遍历:先序遍历根左右嘛,根都打印出来了,左右一下
    preorderTraversal(root->left);//左
    preorderTraversal(root->right);//右
}

2.中序遍历(左根右):左子树为空或已遍历才能访问根

void inorderTraversal(BTree* root) {
    if (root == NULL) {
        return;
    }
    inorderTraversal(root->left);
    printf("%d ", root->data);
    inorderTraversal(root->right);
}

3.后序遍历(左右根):左右都为空或已遍历才能访问根

void postorderTraversal(BTree* root) {
    if (root == NULL) {
        return;
    }
    postorderTraversal(root->left);
    postorderTraversal(root->right);
    printf("%d ", root->data);
}

  输出运行结果:

(c语言)二叉树的三种遍历方法及代码实现_第2张图片

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