递归和非递归俩种方法实现二叉树的前序遍历

咱们先来复习下,基础知识。
二叉树结点存储的数据结构:
typedef char datatype;
typedef struct node
{
datatype data;
struct node* lchild,*rchild;
} bintnode;

typedef bintnode* bintree;
bintree root;

1.树的前序遍历即:
按根 左 右 的顺序,依次
前序遍历根结点->前序遍历左子树->前序遍历右子树

前序遍历,递归算法
void preorder(bintree t)
//注,bintree为一指向二叉树根结点的指针
{
if(t)
{
printf("%c",t->data);
preorder(t->lchild);
preorder(t->rchild);
}
}


然后,依葫芦画瓢,得到....


2.中序遍历,递归算法
void preorder(bintree t)
{
if(t)
{

inorder(t->lchild);
printf("%c",t->data);
inorder(t->rchild);
}
}

3.后序遍历,递归算法
void preorder(bintree t)
{
if(t)
{

postorder(t->lchild);
postorder(t->rchild);
printf("%c",t->data);
}
}

二叉树的创建方法,
void createbintree(bintree* t)
{
char ch;
if( (ch=getchar())==' ')
*t=NULL;
else
{
*t=(bintnode*) malloc(sizeof(bintnode));
(*t)->data=ch;
createbintree(&(*t)->lchild);
createbintree(&(*t)->rchild);
}
}


接下来,
咱们在讨论二叉树遍历算法的非递归实现之前,
先看一个顺序栈的定义及其部分操作的实现
typedef struct stack
{
bintree data[100];
int tag[100];
int top;
}seqstack;

void push(seqstack* s,bintree t)
{
s->data[s->top]=t;
s->top++;
}

bintree pop(seqstack* s) //出栈
{
if(s->top!=0)
{
s->top--;
return (s->data[s->top]);
}
else
return NULL;
}


好了,现在,我们可以看二叉树前序遍历的非递归实现了。
按照二叉树前序遍历的定义,无论是访问整棵树还是其子树,均应该遵循先访问根结点,
然后访问根结点的左子树,最后访问根结点的右子树的。

因为对于一棵树(子树)t,如果t非空,访问完t的根结点值后,就应该进入t的左子树,
但此时必须将t保存起来,以便访问完其左子树后,进入其右子树的访问。
yeah,就是这个意思。:)...

即在t处设置一个回溯点,并将该回溯点进栈保存。

在整个二叉树前序遍历的过程中,程序始终要做的工作分成俩个部分:
1.当前正在处理的树(子树)
2.保存在栈中等待处理的部分。

//注:当栈中元素位于栈顶即将出栈时,意味着其根结点和左子树已访问完成,
//出栈后,进入其右子树进行访问,
//前序遍历,非递归实现
void preorderT(bintree t)
{
seqstack s;
s.top=0;
while( (t)||(s.top!=0) ) //当前处理的子树不为空或栈不为空
{
while(t) //子树不为空
{
printf("%c",t->data); //1.先访问根结点
push(&s,t); //2.访问左子树之前,记得先把根结点进栈保存
t=t->lchild; //3.然后才访问左子树,
}
if(s.top>0) //栈不为空
{
t.pop(&s); //4.pop根结点
t=t->rchild; //5.访问右子树
}
}
}


//中序遍历,非递归实现,
void inorderT(bintree t)
{
seqstack s;
s.top=0;
while( (t)||(s.top!=0) ) //当前处理的子树不为空或栈不为空
{
while(t) //子树不为空
{
push(&s,t); //1.访问左子树之前,记得先把根结点push进栈
t=t->lchild; //2.访问左子树
}
if(s.top!=0) //栈不为空
{
t.pop(&s); //3.pop根结点(访问完左子树后)
printf("%c",t->data); //4.访问根结点 (把先前保存的t给拿出来,要用了..)
t=t->rchild; //5.访问右子树
}
}
}

//后序遍历,非递归实现
后序遍历的非递归算法,稍微复杂点。请看,

按照二叉树后序遍历的定义,无论是访问整棵树还是起子树,
均应该遵循先访问根结点左子树,然后访问根结点的右子树,最后访问根结点。

值得注意的是,当一个元素位于栈顶即将处理的是,其左子树的访问一定完成,
如果其右子树不为空,接下来应该进入其右子树尽情访问。
//注意了,
但此时该栈顶元素时不能出栈的,因为它作为根结点,其本身的值还未被访问。
只有等到其右子树也访问完成后,该栈顶元素才能出栈,并输出它的值。

因此,在二叉树后序遍历的算法中,必须使用seqstack类型的数组tag,
其每个元素取值为0或1,用于标识栈中每个元素的状态。


1.当一个元素刚进栈时,其对应的tag值置为0;
2.当它位于栈顶即将被处理时,其tag值为0.意味着应该访问其右子树。
于是将右子树作为当前处理的对象,此时该栈顶元素仍应该保留在栈中。
并将其对应的tag值改为1.
3.当其右子树访问完成后,该元素又一次位于栈顶,而此时其tag值为1,
意味着其右子树已访问完成,接下来,应该直接访问的就是它,将其出栈。

void postorderT(bintree t)
{
seqstack s;
s.top=0;
while( (t)||(s.top!=0) )
{
while(t)
{
s.data[s.top]=t;
s.tag[s.top]=0; //tag置为0
s.top++;
t=t->lchild; //访问左子树
}
while( (s.top>0)&&(s.tag[s.top-1]==1) )
{
s.top--;
t=s.data[s.top];
printf("%c",t->data);
}
if(s.top>0)
{
t=s.data[s.top-1];
s.tag[s.top-1]=1;
t=t->rchild;
}
else
t=NULL;
}
}

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