二叉树遍历算法总结
本文根据《数据结构与算法》(C语言版)(第三版) 整理。
A. 二叉树的遍历
1.前序遍历二叉树:
(1)若二叉树为空,则为空操作,返回空。
(2)访问根结点。
(3)前序遍历左子树。
(4)前序遍历右子树。 a.二叉树前序遍历的递归算法:
- void PreOrderTraverse(BiTree BT)
- {
- if(BT)
- {
- printf("%c",BT->data); //访问根结点
- PreOrderTraverse(BT->lchild); //前序遍历左子树
- PreOrderTraverse(BT->rchild); //前序遍历右子树
- }
- }
b.使用栈存储每个结点右子树的二叉树前序遍历的非递归算法:
(1)当树为空时,将指针p指向根结点,p为当前结点指针。
(2)先访问当前结点p,并将p压入栈S中。
(3)令p指向其左孩子。
(4)重复执行步骤(2)、(3),直到p为空为止。
(5)从栈S中弹出栈顶元素,将p指向此元素的右孩子。
(6)重复执行步骤(2)~(5),直到p为空并且栈S也为空。
(7)遍历结束。
使用栈的前序遍历的非递归算法:
- void PreOrderNoRec(BiTree BT)
- {
- stack S;
- BiTree p=BT->root;
- while((NULL!=p)||!StackEmpty(S))
- {
- if(NULL!=p)
- {
- printf("%c",p->data);
- Push(S,p);
- p=p->lchild;
- }
- else
- {
- p=Top(S);
- Pop(S);
- p=p->rchild;
- }
- }
- }
c.使用二叉链表存储的二叉树前序遍历非递归算法:
- void PreOrder(pBinTreeNode pbnode)
- {
- pBinTreeNode stack[100];
- pBinTreeNode p;
- int top;
- top=0;
- p=pbnode;
- do
- {
- while(p!=NULL)
- {
- printf("%d\n",p->data); //访问结点p
- top=top+1;
- stack[top]=p;
- p=p->llink; //继续搜索结点p的左子树
- }
- if(top!=0)
- {
- p=stack[top];
- top=top-1;
- p=p->rlink; //继续搜索结点p的右子树
- }
- }while((top!=0)||(p!=NULL));
- }
2.中序遍历二叉树:
(1)若二叉树为空,则为空操作,返回空。
(2)中序遍历左子树。
(3)访问根结点。
(4)中序遍历右子树。
a.二叉树中序遍历的递归算法:
- void InOrderTraverse(BiTree BT)
- {
- if(BT)
- {
- InOrderTraverse(BT->lchild); //中序遍历左子树
- printf("%c",BT->data); //访问根结点
- InOrderTraverse(BT->rchild); //中序遍历右子树
- }
- }
b.使用栈存储的二叉树中序遍历的非递归算法:
(1)当树为空时,将指针p指向根结点,p为当前结点指针。
(2)将p压入栈S中,并令p指向其左孩子。
(3)重复执行步骤(2),直到p为空。
(4)从栈S中弹出栈顶元素,将p指向此元素。
(5)访问当前结点p,并将p指向其右孩子。
(6)重复执行步骤(2)~(5),直到p为空并且栈S也为空。
(7)遍历结束。
使用栈的中序遍历的非递归算法:- void IneOrderNoRec(BiTree BT)
- {
- stack S;
- BiTree p=BT->root;
- while((NULL!=p)||!StackEmpty(S))
- {
- if(NULL!=p)
- {
- Push(S,p);
- p=p->lchild;
- }
- else
- {
- p=Top(S);
- Pop(S);
- printf("%c",p->data);
- p=p->rchild;
- }
- }
- }
c.使用二叉链表存储的二叉树中序遍历非递归算法:
- void InOrder(pBinTreeNode pbnode)
- {
- pBinTreeNode stack[100];
- pBinTreeNode p;
- int top;
- top=0;
- p=pbnode;
- do
- {
- while(p!=NULL)
- {
- top=top+1;
- stack[top]=p; //结点p进栈
- p=p->llink; //继续搜索结点p的左子树
- }
- if(top!=0)
- {
- p=stack[top]; //结点p出栈
- top=top-1;
- printf("%d\n",p->data); //访问结点p
- p=p->rlink; //继续搜索结点p的右子树
- }
- }while((top!=0)||(p!=NULL));
- }
3.后序遍历二叉树:
(1)若二叉树为空,则为空操作,返回空。
(2)后序遍历左子树。
(3)后序遍历右子树。
(4)访问根结点。 a.二叉树后序遍历的递归算法:
- void PostOrderTraverse(BiTree BT)
- {
- if(BT)
- {
- PostOrderTraverse(BT->lchild); //后序遍历左子树
- PostOrderTraverse(BT->rchild); //后序遍历右子树
- printf("%c",BT->data); //访问根结点
- }
- }
b.使用栈存储的二叉树后序遍历的非递归算法:
算法思想:首先扫描根结点的所有左结点并入栈,然后出栈一个结点,扫描该结点的右结点并入栈,再扫描该右结点的所有左结点并入栈,当一个结点的左、右子树均被访问后再访问该结点。因为在递归算法中,左子树和右子树都进行了返回,因此为了区分这两种情况,还需要设置一个标识栈tag,当tag的栈顶元素为0时表示从左子树返回,为1表示从右子树返回。
(1)当树为空时,将指针p指向根结点,p为当前结点指针。
(2)将p压入栈S中,0压入栈tag中,并令p指向其左孩子。
(3)重复执行步骤(2),直到p为空。
(4)如果tag栈中的栈顶元素为1,跳至步骤(6)。
(5)如果tag栈中的栈顶元素为0,跳至步骤(7)。
(6)将栈S的栈顶元素弹出,并访问此结点,跳至步骤(8)。
(7)将p指向栈S的栈顶元素的右孩子。
(8)重复执行步骤(2)~(7),直到p为空并且栈S也为空。
(9)遍历结束。
使用栈的后序遍历非递归算法:- void PostOrderNoRec(BiTree BT)
- {
- stack S;
- stack tag;
- BiTree p=BT->root;
- while((NULL!=p)||!StackEmpty(S))
- {
- while(NULL!=p)
- {
- Push(S,p);
- Push(tag,0);
- p=p->lchild;
- }
- if(!StackEmpty(S))
- {
- if(Pop(tag)==1)
- {
- p=Top(S);
- Pop(S);
- printf("%c",p->data);
- Pop(tag); //栈tag要与栈S同步
- }
- else
- {
- p=Top(S);
- if(!StackEmpty(S))
- {
- p=p->rchild;
- Pop(tag);
- Push(tag,1);
- }
- }
- }
- }
- }
c.使用二叉链表存储的二叉树后序遍历非递归算法:
- void PosOrder(pBinTreeNode pbnode)
- {
- pBinTreeNode stack[100]; //结点的指针栈
- int count[100]; //记录结点进栈次数的数组
- pBinTreeNode p;
- int top;
- top=0;
- p=pbnode;
- do
- {
- while(p!=NULL)
- {
- top=top+1;
- stack[top]=p; //结点p首次进栈
- count[top]=0;
- p=p->llink; //继续搜索结点p的左子树
- }
- p=stack[top]; //结点p出栈
- top=top-1;
- if(count[top+1]==0)
- {
- top=top+1;
- stack[top]=p; //结点p首次进栈
- count[top]=1;
- p=p->rlink; //继续搜索结点p的右子树
- }
- else
- {
- printf("%d\n",p->data); //访问结点p
- p=NULL;
- }
- }while((top>0));
- }
B 线索化二叉树:
线索化二叉树的结点类型说明:
- typedef struct node
- {
- DataType data;
- struct node *lchild, *rchild; //左、右孩子指针
- int ltag, rtag; //左、右线索
- }TBinTNode; //结点类型
- typedef TBinTNode *TBinTree;
在线索化二叉树中,一个结点是叶子结点的充分必要条件是其左、右标志均为1.
(1)中序线索化二叉树的算法:
- void InOrderThreading(TBinTree p)
-
- if(p)
- {
- InOrderThreading(p->lchild); //左子树线索化
- if(p->lchild)
- p->ltag=0;
- else
- p->ltag=1;
- if(p->rchild)
- p->rtag=0;
- else
- p->rtag=1;
- if(*(pre)) //若*p的前驱*pre存在
- {
- if(pre->rtag==1)
- pre->rchild=p;
- if(p->ltag==1)
- p->lchild=pre;
- }
- pre=p; //另pre是下一访问结点的中序前驱
- InOrderThreading(p->rchild); //右子树线索化
- }
(2)在中序线索化二叉树下,结点p的后继结点有以下两种情况:
①结点p的右子树为空,那么p的右孩子指针域为右线索,直接指向结点p的后继结点。
②结点p的右子树不为空,那么根据中序遍历算法,p的后继必是其右子树中第1个遍历到的结点。
中序线索化二叉树求后继结点的算法:
- TBinTNode *InOrderSuc(BiThrTree p)
- {
- TBinTNode *q;
- if(p->rtag==1) //第①情况
- return p->rchild;
- else //第②情况
- {
- q=p->rchild;
- while(q->ltag==0)
- q=q->lchild;
- return q;
- }
- }
中序线索化二叉树求前驱结点的算法:
- TBinTNode *InOrderPre(BiThrTree p)
- {
- TBinTNode *q;
- if(p->ltag==1)
- return p->lchild;
- else
- {
- q=p->lchild; //从*p的左孩子开始查找
- while(q->rtag==0)
- q=q->rchild;
- return q;
- }
- }
(3)遍历中序线索化二叉树的算法
- void TraversInOrderThrTree(BiThrTree p)
- {
- if(p)
- {
- while(p->ltag==0)
- p=p->lchild;
- while(p)
- {
- printf("%c",p->data);
- p=InOrderSuc(p);
- }
- }
- }
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