[二叉樹] 遍歷方法總結--遞迴與非遞迴--純C實現
非遞迴方法:
- 思路一:根據訪問次序來入棧並輸出
- 思路二:模擬訪問過程
- 思路三:使用識別符號mark來記錄已經第幾次訪問該結點
/*
@Desc:二叉連結串列 無頭結點
@Vesrion:0.0.1
@Time:20180922建立
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#ifndef BASE
#define BASE
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int bool;
#endif
#define TElemType char //固定為char,若修改需要修改方法
typedef struct BiTNode { // 結點結構
TElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild; // 左右孩子指標
}BiTNode, *BiTree;
void visit(TElemType e) {
printf("%c ", e);
}
#define maxSize 50 //本檔案中 佇列、棧 最大的內容
Status PreCreate (BiTree *pT); // 先序遍歷建立二叉樹
int BiTreeDepth(BiTree T); // 求二叉樹深
void LevelOrder(BiTree T);// 層次遍歷DFS
// ----------------------------- 遍歷 遞迴實現
void PreOrder(BiTree T); // 先序遍歷二叉樹
void InOrder(BiTree T); // 中序遍歷二叉樹
void PostOrder(BiTree T); // 後序遍歷二叉樹
// ----------------------------- 遍歷 非遞迴實現
// - 思路一:根據訪問次序來入棧並輸出
// -- 缺點:沒有模擬遍歷的實質--對一個結點的三次的訪問
void PreOrderNonrecursive1(BiTree T); //先序遍歷
void PostOrderNonrecursive1(BiTree T); //後序遍歷
// - 思路二:模擬訪問過程
// -- 步驟:走到最左下角,直到走不通-->退回去,往右走一步-->往復
// -- 缺點:只模擬出前兩次訪問,沒有模擬出最後一次訪問-->所以該方法不能實現後序遍歷
void PreOrderNonrecursive2(BiTree T); //先序遍歷
Status InOrderNonrecursive2_1(BiTree T); //中序遍歷-第一種
Status InOrderNonrecursive2_2(BiTree T); //中序遍歷-第二種
// - 思路三:使用識別符號mark來記錄已經第幾次訪問該結點
// -- 優點:該方法可以模擬出遍歷的實質--同一個結點將會三次訪問 --> 可以完成三種遍歷的任何一種
// -- 缺點:構造了一個結構體,開銷大
typedef struct{
BiTNode *ptr;
enum {ZERO, ONE, TWO} mark; // 標識第幾次訪問
}PMType; //有mark域的結點指標型別
void PreOrderNonrecursive3(BiTree T); //先序遍歷
void InOrderNonrecursive3(BiTree T); //中序遍歷
void PostOrderNonrecursive3(BiTree T); //後序遍歷
int main() {
BiTree T;
PreCreate(&T); //測試資料:ABC##DE#G##F###
printf("遍歷測試:\n");
printf("---遞迴演算法---\n");
printf("PreOrder():");PreOrder(T);printf("\n");
printf("InOrder():");InOrder(T);printf("\n");
printf("PostOrder():");PostOrder(T);
printf("\n---非遞迴演算法-----\n");
printf("PreOrderNonrecursive1():");PreOrderNonrecursive1(T);printf("\n");
printf("PostOrderNonrecursive1():");PostOrderNonrecursive1(T);printf("\n");
printf("PreOrderNonrecursive2():");PreOrderNonrecursive2(T);printf("\n");
printf("InOrderNonrecursive2_1():");InOrderNonrecursive2_1(T);printf("\n");
printf("InOrderNonrecursive2_2():");InOrderNonrecursive2_2(T);printf("\n");
printf("PreOrderNonrecursive3():");PreOrderNonrecursive3(T);printf("\n");
printf("InOrderNonrecursive3():");InOrderNonrecursive3(T);printf("\n");
printf("PostOrderNonrecursive3():");PostOrderNonrecursive3(T);printf("\n");
printf("---層次遍歷---\n");
LevelOrder(T);printf("\n");
return 0;
}
// 先序遍歷建立二叉樹
Status PreCreate(BiTree *pT) {
char ch;
scanf("%c", &ch);
if ('#' == ch ) *pT=NULL;
else {
*pT = (BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
if (!*pT) exit(OVERFLOW);
(*pT)->data = ch;
PreCreate( &(*pT)->lchild );
PreCreate( &(*pT)->rchild );
}
return OK;
}
// 先序遍歷二叉樹
void PreOrder(BiTree T) { // - 遞迴
if (!T) return ;
visit(T->data);
PreOrder(T->lchild);
PreOrder(T->rchild);
}
// 中序遍歷二叉樹
void InOrder(BiTree T) { // - 遞迴
if (!T) return ;
InOrder(T->lchild);
visit(T->data);
InOrder(T->rchild);
}
// 後序遍歷二叉樹
void PostOrder(BiTree T) { // - 遞迴
if (!T) return ;
PostOrder(T->lchild);
PostOrder(T->rchild);
visit(T->data);
}
// 層次遍歷DFS
void LevelOrder(BiTree T) {
BiTNode *queue[maxSize]; int front,rear;
BiTNode *p;
if (!T) return;
front=rear=0;
queue[rear] = T;rear = (rear+1)%maxSize;
while (front!=rear) {
p = queue[front];front=(front+1)%maxSize;
visit(p->data);
if (p->lchild) {
queue[rear] = p->lchild;
rear = (rear+1)%maxSize;
}
if (p->rchild) {
queue[rear] = p->rchild;
rear = (rear+1)%maxSize;
}
}
}
// 求二叉樹深
int BiTreeDepth(BiTree T) {
int l,r,tmp;
if (!T) return 0;
else if (!T->lchild && !T->rchild) return 1;
else {
l = BiTreeDepth(T->lchild);
r = BiTreeDepth(T->rchild);
tmp = l>=r?l:r;
return 1+tmp;
}
}
// 遍歷 - 非遞迴
// - 思路一:根據訪問次序來入棧並輸出
// -- 缺點:沒有模擬遍歷的實質--對一個結點的三次的訪問
void PreOrderNonrecursive1(BiTree T) { //先序遍歷
/*方法原理:
1. 先序:根左右
2. 訪問根,然後把右、左入棧(先入棧後輸出,所以將右子樹先入棧)
*/
BiTNode *p;
BiTNode *Stack[maxSize]; //自己實現棧,適合做題
int top=-1; //top指向當前元素
if (!T) return ;
Stack[++top] = T; //根結點入棧
while (top!=-1) {
p = Stack[top--];
visit(p->data);
// 右孩子先入棧,先入棧後輸出
if (p->rchild) Stack[++top]=p->rchild; //把右孩子入棧
if (p->lchild) Stack[++top]=p->lchild; //把左孩子入棧
}
}
void PostOrderNonrecursive1(BiTree T) {
/* 方法原理:
思路:
1. 先序:根左右
2. 後序:左右根 --> 逆後序:根右左
3. 比較【先序】和【逆後序】:發現根是一樣的,知識左右換了一下
結論:
1. 與PreOrderNonrecursive1方法類似,只是先將左孩子先入棧(先入棧後輸出),得到逆後序序列
2. 將逆後序數列倒過來輸出
*/
BiTNode *p;
BiTNode *Stack[maxSize]; int top1=-1;
BiTNode *InPostOrderStack[maxSize]; int top2=-1;
Stack[++top1] = T;
while (top1!=-1) {
p = Stack[top1--];
InPostOrderStack[++top2]=p;
if (p->lchild) Stack[++top1]=p->lchild;
if (p->rchild) Stack[++top1]=p->rchild;
}
while (top2!=-1) {
p = InPostOrderStack[top2--];
visit(p->data);
}
}
// - 思路二:模擬訪問過程
// -- 步驟:走到最左下角,直到走不通-->退回去,往右走一步-->往復
// -- 缺點:只模擬出前兩次訪問,沒有模擬出最後一次訪問-->所以該方法不能實現後序遍歷
void PreOrderNonrecursive2(BiTree T) { //先序遍歷
BiTNode *Stack[maxSize];int top=-1; //SqStack S;
BiTNode *p;
Stack[++top]=T;//Push(&S, T);
while (top!=-1) { //棧不為空
//向左走到盡頭
while (p=Stack[top]) {
visit(p->data);
Stack[++top]=p->lchild;
}
--top; //上一步多將一個NULL放入棧了,刪除它
if (top!=-1) { //退一步,並向右走一步
p=Stack[top--];
Stack[++top]=p->rchild;
}
}
}
Status InOrderNonrecursive2_1(BiTree T) { //中序遍歷
BiTNode *p;
BiTNode *Stack[maxSize];int top=-1; //建立棧
Stack[++top]=T; //根指標進棧
while (top!=-1) {
while (p=Stack[top]) Stack[++top] = p->lchild;//向左走到盡頭
--top;//空指標出棧
if (top!=-1) {//訪問結點,向右一步
p=Stack[top--];
visit(p->data);
Stack[++top]=p->rchild;
}
}
return OK;
}
Status InOrderNonrecursive2_2(BiTree T) { //中序遍歷
BiTNode *p;
BiTNode *Stack[maxSize];int top=-1; //建立棧
p=T;
while (p || top!=-1 ) {
if (p) { //根指標進棧,遍歷左子樹
Stack[++top]=p;
p=p->lchild;
} else { //根指標退棧,訪問根結點,遍歷右子樹
p=Stack[top--];
visit(p->data);
p=p->rchild;
}
}
return OK;
}
// - 思路三:使用識別符號mark來記錄已經第幾次訪問該結點
// -- 優點:該方法可以模擬出遍歷的實質--同一個結點將會三次訪問 --> 可以完成三種遍歷的任何一種
// -- 缺點:構造了一個結構體,開銷大
void PreOrderNonrecursive3(BiTree T) { //先序遍歷
PMType pm;
PMType stack[maxSize];int top=-1; //棧
pm.mark=ZERO;pm.ptr=T;stack[++top]=pm; //根結點入棧
while (top!=-1) { //棧不空
pm = stack[top--]; //取出棧頂
switch (pm.mark) {
case ZERO: //第一次訪問該結點
visit(pm.ptr->data);
pm.mark=ONE;stack[++top]=pm; //修改mark域,再放入棧
if (pm.ptr->lchild) {//往左走
pm.mark = ZERO;pm.ptr=pm.ptr->lchild;
stack[++top] = pm;
}
break;
case ONE: //左子樹處理返回,第二次訪問
pm.mark=TWO;stack[++top]=pm; //修改mark域,再放入棧
if (pm.ptr->rchild) { //往右走
pm.mark=ZERO;pm.ptr=pm.ptr->rchild;
stack[++top]=pm;
}
break;
case TWO: //右子樹處理訪問,第三次訪問
break; //空操作
}
}
}
void InOrderNonrecursive3(BiTree T) { //中序遍歷
PMType pm;
PMType stack[maxSize];int top=-1; //棧
pm.mark=ZERO;pm.ptr=T;stack[++top]=pm; //根結點入棧
while (top!=-1) { //棧不空
pm = stack[top--]; //取出棧頂
switch (pm.mark) {
case ZERO: //第一次訪問該結點
pm.mark=ONE;stack[++top]=pm; //修改mark域,再放入棧
if (pm.ptr->lchild) {//往左走
pm.mark = ZERO;pm.ptr=pm.ptr->lchild;
stack[++top] = pm;
}
break;
case ONE: //左子樹處理返回,第二次訪問
visit(pm.ptr->data);
pm.mark=TWO;stack[++top]=pm; //修改mark域,再放入棧
if (pm.ptr->rchild) { //往右走
pm.mark=ZERO;pm.ptr=pm.ptr->rchild;
stack[++top]=pm;
}
break;
case TWO: //右子樹處理訪問,第三次訪問
break; //空操作
}
}
}
void PostOrderNonrecursive3(BiTree T) { //後序遍歷
PMType pm;
PMType stack[maxSize];int top=-1; //棧
pm.mark=ZERO;pm.ptr=T;stack[++top]=pm; //根結點入棧
while (top!=-1) {
pm = stack[top--];
switch (pm.mark) {
case ZERO: //剛剛訪問此結點
pm.mark=ONE;stack[++top]=pm; //修改mark域
if (pm.ptr->lchild) {
pm.mark = ZERO;pm.ptr = pm.ptr->lchild;
stack[++top] = pm; //訪問左子樹
}
break;
case ONE: //左子樹處理返回
pm.mark=TWO;stack[++top]=pm; //修改mark域
if (pm.ptr->rchild) {
pm.mark = ZERO;pm.ptr=pm.ptr->rchild;
stack[++top] = pm; //訪問右子樹
}
break;
case TWO: //右子樹處理返回
visit(pm.ptr->data);
}
}
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非遞迴方法:
思路一:根據訪問次序來入棧並輸出
思路二:模擬訪問過程
思路三:使用識別符號mark來記錄已經第幾次訪問該結點
/*
@Desc:二叉連結串列 無頭結點
@Vesrion:0.0.1
@Time:20180922建立
*/
#include
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4 Tre
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log ios cst ack ret 出棧 隊列 結點 非遞歸實現
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <stdio.h>
#include <string>
#i
二叉樹遍歷之遞迴演算法
作者:石鍋拌飯 原文連結
二叉樹的遍歷演算法有多種,典型的有先序遍歷、中序遍歷、後序遍歷以及層序遍歷。而且這些遍歷的遞迴演算法較為簡單,程式碼很少,容易實現,本文就是彙總二叉樹遍歷的遞迴演算法,非遞迴演算法將在下一篇文章中進行總結。本文中用到的二叉樹例項如下:
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遞迴
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preorder(T->rig
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本部落格只實現二叉樹非遞迴演算法的遍歷,請自行學習二叉樹和模板類等相關知識。程式碼中附帶大量註釋,所以就不在進行詳細說明。
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# -*- coding:utf-8 -*-
class TreeNode:
def __
二叉樹遍歷之非遞迴演算法
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1、先序遍歷(非遞迴演算法)
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