1 二叉树
二叉树和树都属于树形结构,但两者互不包含。即二叉树不是特殊的树。
1.1 二叉树的基本概念
1.2 二叉树的顺序存储
仅适用于完全二叉树
#define MaxSize 100
typedef int ElemType;
typedef struct TreeNode{ElemType value;//结点中的数据元素bool isEmpty;//结点是否为空
}TreeNode;
构造结点数为MaxSize的完全二叉树t。
TreeNode t[MaxSize];
1.3 二叉树的链式存储
1.3.1 二叉链表
typedef struct BiNode{ElemType data;//数据域 struct BiNode *lchild,*rchild;//左右孩子指针
}BiNode,*BiTree;
二叉链表具体实现:
#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
typedef char ElemType;
//二叉树的结点(链式存储)
typedef struct BiNode{ElemType data;//数据域 struct BiNode *lchild,*rchild;//左右孩子指针
// struct BiTNode *parent;//父节点指针 三叉链表
}BiNode,*BiTree;
//先序遍历的顺序建立二叉链表
void CreateBiTree(BiTree &T){char ch;cin>>ch;if(ch=='#') T=NULL;else{T=new BiNode;T->data=ch; CreateBiTree(T->lchild);CreateBiTree(T->rchild);}
}
//先序遍历
void PreOrder(BiTree T){if(T!=NULL){cout<<T->data<<" ";PreOrder(T->lchild);PreOrder(T->rchild);}
}
//中序遍历
void InOrder(BiTree T){if(T!=NULL){PreOrder(T->lchild);cout<<T->data<<" ";PreOrder(T->rchild);}
}
//后序遍历
void AfterOrder(BiTree T){if(T!=NULL){PreOrder(T->lchild);PreOrder(T->rchild);cout<<T->data<<" ";}
}
//非递归调用的先序遍历
void PreOrderTree(BiTree T){stack<BiNode *> s;while(T||!s.empty()){while(T){cout<<T->data;s.push(T);T=T->lchild;}if(!s.empty()){T=s.top();s.pop();T=T->rchild;}}cout<<endl;
}
//非递归调用的中序遍历
void InOrderTree(BiTree T){stack<BiNode *> s;while(T||!s.empty()){while(T){s.push(T);T=T->lchild;}if(!s.empty()){T=s.top();s.pop();cout<<T->data;T=T->rchild;}}cout<<endl;
}//非递归调用的后序遍历
void AfterOrderTree(BiTree T){stack<BiNode*> s;BiNode* lastVisited = NULL; // 记录上一个访问过的结点while (T || !s.empty()) {while (T) {s.push(T);T = T->lchild;}if (!s.empty()) {BiNode* topNode = s.top();if (topNode->rchild && topNode->rchild != lastVisited) {T = topNode->rchild;} else {cout << topNode->data;lastVisited = topNode; s.pop();}}}cout << endl;
}
//层次遍历
void LevelOrder(BiTree T){queue<BiNode *> q;q.push(T);while(q.size()){BiNode *f=q.front();q.pop();cout<<f->data;if(f->lchild!=NULL){q.push(f->lchild);}if(f->rchild!=NULL){q.push(f->rchild);}}cout<<endl;
}
//复制二叉树
void Copy(BiTree T,BiTree &NewT){if(T==NULL){NewT=NULL;return;}else{NewT=new BiNode;NewT->data=T->data;Copy(T->lchild,NewT->lchild);Copy(T->rchild,NewT->rchild);}
}
//计算二叉树的深度
int Depth(BiTree T){if(T==NULL){return 0;}int m=Depth(T->lchild);int n=Depth(T->rchild);if(m>n){return m+1;}else{return n+1;}
}
//统计二叉树中结点的个数
int NodeCount(BiTree T){if(T==NULL) return 0;else return NodeCount(T->lchild)+NodeCount(T->rchild)+1;
}
int main(){BiTree T;cout<<"------------------创建二叉链表(先序遍历的顺序)------------------"<<endl;CreateBiTree(T);cout<<"创建完成:";PreOrder(T);//先序遍历的顺序输出二叉树cout<<endl;cout<<"------------------先序遍历输出二叉树------------------"<<endl;PreOrderTree(T);cout<<"------------------中序遍历输出二叉树------------------"<<endl;InOrderTree(T);cout<<"------------------后序遍历输出二叉树------------------"<<endl;AfterOrderTree(T);cout<<"------------------层次遍历输出二叉树------------------"<<endl;LevelOrder(T);cout<<"------------------求深度------------------"<<endl;cout<<"深度为:"<<Depth(T)<<endl; cout<<"------------------求结点个数------------------"<<endl;cout<<"结点个数为:"<<NodeCount(T)<<endl;return 0;
}
求中序遍历的前驱和后继:
//找前驱
BiNode *p;//目标结点
BiNode *pre;
BiNode *final;
void visit(BiNode *q){if(q==p){final=pre;}else{pre=q;}
// //找后继
// if(pre==p){
// final=q;
// }else{
// pre=q;
// }
}
void findPre(BiTree T){if(T!=NULL){T=T->lchild;visit(T);T=T->rchild;}
}
1.3.2 线索链表
定义
typedef char ElemType;
typedef struct BiThrNode{ElemType data;struct BiThrNode *lchild,*rchild;int LTag,RTag;//左右标志,0:指向左右孩子 1:指向前驱或后继
}BiThrNode,* BiThrTree;
先序线索化
//先序线索化(防止转圈问题)
void PreThreadTree(BiThrNode *p,BiThrNode *pre){if(p!=NULL){//根 if(p->lchild==NULL){p->LTag=1;p->lchild=pre;}else{p->LTag=0;}if(pre!=NULL&&pre->rchild==NULL){pre->RTag=0;pre->rchild=p;}else{p->RTag=0;}pre=p;//左if(p->LTag==0) PreThreadTree(p->lchild,pre);//右 PreThreadTree(p->rchild,pre);}
}
void CreatePreThreadTree(BiThrTree T){BiThrNode *pre=NULL;if(T!=NULL){InThreadTree(T,pre);if(pre->rchild==NULL){pre->RTag=1;}}
}
中序线索化
//中序线索化
void InThreadTree(BiThrNode *p,BiThrNode *pre){if(p!=NULL){InThreadTree(p->lchild,pre);if(p->lchild==NULL){p->LTag=1;p->lchild=pre;}else{p->LTag=0;}if(pre!=NULL&&pre->rchild==NULL){pre->RTag=0;pre->rchild=p;}else{p->RTag=0;}pre=p;InThreadTree(p->rchild,pre);}
}
void CreateInThreadTree(BiThrTree T){BiThrNode *pre=NULL;if(T!=NULL){InThreadTree(T,pre);if(pre->rchild==NULL){pre->RTag=1;}}
}
后序线索化
//后序线索化
void PostThreadTree(BiThrTree p,BiThrNode *pre){if(p!=NULL){//左PostThreadTree(p->lchild,pre);//右 PostThreadTree(p->rchild,pre);//根 if(p->lchild==NULL){p->LTag=1;p->lchild=pre;}else{p->LTag=0;}if(pre!=NULL&&pre->rchild==NULL){pre->RTag=0;pre->rchild=p;}else{p->RTag=0;}pre=p;}
}
void CreatePostThreadTree(BiThrTree T){BiThrNode *pre=NULL;if(T!=NULL){InThreadTree(T,pre);if(pre->rchild==NULL){pre->RTag=1;}}
}
1.3.3 三叉链表
typedef struct BiNode{ElemType data;//数据域 struct BiNode *lchild,*rchild;//左右孩子指针 struct BiTNode *parent;//父节点指针
}BiNode,*BiTree;
2 树
1.1 树的基本概念
树(Tree)是n(n>=0)个结点的有限集,它或为空树(n=0);或为非空树。
基本术语
结点:树中的一个独立单元