二叉树遍历的递归与非递归算法

二叉树的递归遍历(深度优先遍历)

先来张图,看看各结点遍历时的情况:

二叉树深度优先遍历总结(分别为第一次,第二次,第三次进入某个结点):

  1. 先序遍历:先访问根结点,然后先序遍历左子树,最后先序遍历右子树;根->左->右
  2. 中序遍历:先中序遍历左子树,然后访问根结点,最后中序遍历右子树;左->根->右
  3. 后序遍历:先后序遍历左子树,然后后序遍历右子树,最后访问根结点;左->右->根

递归遍历代码比较简单,先、中、后序遍历递归代码基本相似,总代码:

void r(BTNode *p)
{
    if (p != NULL)
    {
        //第一次进入-先序
        r(p->lchild);
        //第二次进入-中序
        r(p->rchild);
        //第三次进入-后序
    }
}

1. 先序遍历递归函数:

void r(BTNode *p)
{
    if (p != NULL)
    {
        visit(p);
        r(p->lChild);
        r(p->rChild);
    }
}

2. 中序遍历递归函数:

void r(BTNode *p)
{
    if (p != NULL)
    {
        r(p->lChild);
        visit(p);
        r(p->rChild);
    }
}

3. 后序遍历递归函数:

void r(BTNode *p)
{
    if (p != NULL)
    {
        r(p->lChild);
        r(p->rChild);
        visit(p);
    }
}

二叉树的非递归遍历(深度优先遍历)

须知:非递归需要自定制辅助栈

1. 先序遍历非递归化:

1)利用辅助栈将根节点入栈,出栈操作,访问该节点,将其右、左孩子分别入栈,保证左孩子先出来(每次访问节点后,对其左、右孩子需要做一个检测,为空的孩子无需入栈)
2)左孩子出栈后,访问该节点,将其右、左孩子分别入栈,多次操作!
3)直至栈空为止(出栈是在循环之内执行,即使栈空也会执行右左孩子入栈操作)

栈辅助先序遍历过程:

1入栈、1出栈
3入栈、2入栈、2出栈
5入栈、4入栈、4出栈
4没有孩子结点,5出栈、3出栈
7入栈、6入栈、6出栈
检测到6右孩子为空,左孩子8不空,8入栈、8出栈
7没有孩子结点,直接出栈

void preorderNonrecursion(BTNode *bt)
{
    if (bt != NULL)						//根节点是否为空
    {
        BTNode *Stack[maxSize];
        int top = -1;						//创建栈
        BTNode *p = NULL;					//遍历指针
        Stack[++top] = bt;					//节点入栈
        while(top != -1)					//栈不空时循环
        {
            p = Stack[top--];					//出栈一个元素
            Visit(p);						//访问
            if(p->rChild != NULL)				//右孩子不为空就入栈
                Stack[++top] = p->rChild;
            if(p->lChild != NULL)				//左孩子不为空就入栈
                Stack[++top] = p->lChild;
        }
    }
}

2. 后序遍历非递归化:

根结点:白色
左子树:黄色
右子树:红色

先把黄色245(左子树)与红色3687(右子树)交换得到第二条,然后把黄色68和红色7交换、黄色4和红色5交换得到第三条,即逆后序。

// 先序(根左右),而后序(左右根),将后序逆转为逆后序(根右左),逆后序的左右交换即可成为前序(根左右)
// 在这我们可以使用逆后序(根右左),把逆后序的结果压入一个新栈,出栈就得到后序遍历序列

1)将根节点入辅助栈(栈1),出栈操作,将出栈后的该元素入逆序栈(栈2),将其左、右孩子分别入辅助栈,保证右孩子先出栈(每次对其左、右孩子需要做一个检测,为空的孩子无需入栈);
2)右孩子出辅助栈(栈1),将出栈后的该元素入逆序栈(栈2),将其左、右孩子分别入辅助栈(栈1),多次操作;
3)直至辅助栈空为止,出栈是在循环之内执行,即使栈空也会执行左右孩子入栈操作;
4)逆序栈(栈2)中元素逐个出栈并访问

void postorderNonrecursion(BTNode *bt)
{
    if (bt != NULL)					        //根节点不为空
    {
        BTNode *Stack1[maxSize];
        int top1= -1;	//创建栈1(辅助遍历的栈)
        BTNode *Stack2[maxSize];
        int top2= -1;	//创建栈2(结果逆序的栈)
        BTNode *p = NULL;				        //遍历指针
        Stack1[++top1] = bt;					//节点入栈1
        while(top1 != -1)					//栈不空时循环
        {
            p = Stack1[top1--];					//栈1出栈一个元素
            Stack2[++top2] = p;					//出栈元素入栈2
            if(p->lChild != NULL)				//左孩子不为空就入栈
                Stack[++top] = p->lChild;
            if(p->rChild != NULL)				//右孩子不为空就入栈
                Stack[++top] = p->rChild;
        }
        while(top2 != -1)
        {
            p = Stack2[top2--];					//栈2元素逐个出栈
            Visit(p);						//访问
        }
    }
}

3. 中序遍历非递归化:

1)从根节点开始,一直左走,并把途径的左孩子节点入栈;
2)遇到左孩子为空时,栈顶元素出栈,访问该节点,p指向该节点的右孩子;
3)直到栈空或者P为NULL则遍历结束

栈辅助中序遍历过程:

1入栈、2入栈、4入栈
4左孩子为空,4出栈、2出栈
取2的右孩子5入栈,5左孩子为空,5出栈
1出栈,取其右孩子3入栈、其左孩子6入栈、8入栈
8左孩子为空,8出栈、6出栈、3出栈
最后取7入栈、7出栈

void inorderNonrecursion(BTNode *bt)
{
    if(bt != NULL)                              //树不空
    {
        BTNode *Stack[maxSize];
        int top = -1;    //创建栈
        BTNode *p = NULL;                       //遍历指针
        p = bt;                                 //节点入栈1
        while(top != -1 || p != NULL)           //栈不空或者p不空
        {
            while(p != NULL)
            {
                Stack[++top] = p;               //入栈
                p = p->lChild;                   //左走
            }
            if(top != -1)
            {
                p = Stack[top--];               //出栈
                Visit(p);                       //访问该节点
                p = p->rChild;                   //右走
            }
        }
    }
}

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/dyw_666666/article/details/105024000