C实现二叉树链式结构

前言

上篇文章所实现的堆是二叉树的顺序结构,本片文章主要实现二叉树的链式结构,链式结构比较复杂,本片文章主要使用递归来实现遍历二叉树

一、二叉树

回顾一下二叉树的概念,二叉树是:

  1. 空树
  2. 非空:根节点,根节点的左子树、根节点的右子树组成的
    在这里插入图片描述

二、二叉树的遍历

2.1 前序、中序以及后序遍历

学习二叉树结构,最简单的方式就是遍历。所谓二叉树遍历(Traversal)是按照某种特定的规则,依次对二叉树中的节点进行相应的操作,并且每个节点只操作一次。访问结点所做的操作依赖于具体的应用问题。 遍历是二叉树上最重要的运算之一,也是二叉树上进行其它运算的基础
在这里插入图片描述按照规则,二叉树的遍历有:前序/中序/后序的递归结构遍历:

  1. 前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前;
  2. 中序遍历(Inorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间);
  3. 后序遍历(Postorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后;

由于被访问的结点必是某子树的根,所以N(Node)、L(Left subtree)和R(Right subtree)又可解释为根、根的左子树和根的右子树。NLR、LNR和LRN分别又称为先根遍历、中根遍历和后根遍历。
在这里插入图片描述

2.2 前、中和后序遍历具体实现

//二叉树前序遍历
void PreOrder(BTNode* root)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return;

	printf("%d ", root->_val);
	PreOrder(root->_left);
	PreOrder(root->_right);
}

//二叉树中序遍历
void InOrder(BTNode* root)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return;

	InOrder(root->_left);
	printf("%d ", root->_val);
	InOrder(root->_right);
}

//二叉树后序遍历
void PostOrder(BTNode* root)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return ;
	PostOrder(root->_left);
	PostOrder(root->_right);
	printf("%d ", root->_val);
}

2.3 层序遍历

层序遍历:除了先序遍历、中序遍历、后序遍历外,还可以对二叉树进行层序遍历。设二叉树的根节点所在层数为1,层序遍历就是从所在二叉树的根节点出发,首先访问第一层的树根节点,然后从左到右访问第2层上的节点,接着是第三层的节点,以此类推,自上而下,自左至右逐层访问树的结点的过程就是层序遍历。
在这里插入图片描述

2.4 层序遍历实现

通过队列可以实现层序遍历,先入队一个rootroot出队时,入队它的左子树和右子树

//层序遍历
void LevelOrder(BTNode* root);

三、节点个数以及高度等

//二叉树节点个数
int BinaryTreeSize(BTNode* root)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return 0;
	return BinaryTreeSize(root->_left) + BinaryTreeSize(root->_right) + 1;
}

//二叉树叶子节点个数
int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return 0;
	if (root->_left == NULL && root->_right == NULL)
		return 1;
	return BinaryTreeLeafSize(root->_left) + BinaryTreeLeafSize(root->_right);
}

//二叉树第k层节点个数
int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k)
{
    
    
	if (root == NULL)
		return 0;
	if (k == 1)
		return 1;
	return BinaryTreeLevelKSize(root->_left, k - 1) + BinaryTreeLevelKSize(root->_right, k - 1);
}

//二叉树查找值为x的节点
BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, int x)
{
    
    
	if (root->_val == x)
		return root;
	if (root == NULL)
		return NULL;
	
	if (BinaryTreeFind(root->_left, x))
		return BinaryTreeFind(root->_left, x);
	else
		return BinaryTreeFind(root->_right, x);
}

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