二叉树遍历非递归实现

【版权声明：转载请保留出处：blog.csdn.net/algorithm_only。邮箱：liuy0711@foxmail.com】

遍历是二叉树各种操作的基础，上一节给出的遍历算法是递归实现的，本节给出二叉树遍历的非递归实现，非递归实现需要使用前面讲到的数据结构——栈、队列来作为辅助空间。

• 先序遍历

 int preorder_traverse(bitree bt, int (*visit)(elemtype e))
 {
     sqstack     s;
     bitree      p;

     init_stack(&s);

     p = bt;
     while (p || !is_stack_empty(s)) {
         while (p) {                              /* 左结点依次进栈，向左走到尽头 */
             visit(p->data);
             push_stack(&s, p);
             p = p->lchild;
         }
         if (!is_stack_empty(s)) {
             pop_stack(&s, &p);                 /* 出栈 */
             p = p->rchild;
         }
     }
     return OK;
 }

根结点先进栈，访问结点值，左孩子依次进栈，直到最左的孩子进栈。然后栈顶指针出栈，退至上一层，然后访问右子树，右子树访问完成之后，退至上一层，直至栈空，节点访问完成。先序遍历访问结点值是在结点进栈时。理解此算法最好找一棵简单的树跟着程序走一遍，在纸上画出栈的进栈、出栈情况。

• 中序遍历

 int inorder_traverse(bitree bt, int (*visit)(elemtype e))
 {
     sqstack     s;
     bitree      p;

     init_stack(&s);

     p = bt;
     while (p || !is_stack_empty(s)) {
         while (p) {
             push_stack(&s, p);
             p = p->lchild;
         }
         if (!is_stack_empty(s)) {
             pop_stack(&s, &p);
             visit(p->data);
             p = p->rchild;
         }
     }
     return OK;
 }

中序遍历和先序遍历类似，只是访问结点值是在出栈的时候，而先序遍历是在进栈的时候。

• 后序遍历

 int postorder_traverse(bitree bt, int (*visit)(elemtype e))
 {
     sqstack     s;
     bitree      p, q;

     init_stack(&s);

     p = bt;
     q = NULL;
     while (p || !is_stack_empty(s)) {
         while (p) {
             push_stack(&s, p);
             p = p->lchild;
         }
         if (!is_stack_empty(s)) {
             get_top(s, &p);                     /* 取栈顶元素 */
             if (!p->rchild || p->rchild == q) { /* 如果p没有右孩子，或右孩子已经访问过 */
                 visit(p->data);
                 q = p;
                 p = NULL;
                 --s.top;/* 退栈 */
             }
             else
                 p = p->rchild;
         }
     }
     return OK;
 }

后序遍历和先序、中序类似，但要稍复杂一点，需要判断结点是否有右孩子和右孩子是否访问过。

• 层次遍历

 int levelorder_traverse(bitree bt, int (*visit)(elemtype e))
 {
     sqqueue     sq;
     bitree      cur;

     init_queue(&sq);

     if (bt) {
         in_queue(&sq, bt);
         while (!is_queue_empty(sq)) {
             out_queue(&sq, &cur);
             visit(cur->data);

             if (cur->lchild)
                 in_queue(&sq, cur->lchild);
             if (cur->rchild)
                 in_queue(&sq, cur->rchild);
         }
     }
     return OK;
 }

层次遍历算法比较好理解，使用队列作为辅助空间，根节点首先进队列，如果队列不为空的话，访问结点值再出队列，然后左孩子进队列（如果有的话），右孩子进队列（如果有的话）。

• 总结

遍历二叉树算法基本操作是访问结点，不论按哪一种次序进行遍历，对含n个结点的二叉树时间复杂度都为O(n)。

• 算法实现源码

免费下载：http://download.csdn.net/detail/algorithm_only/3800074