链式二叉树——操作总结

链式二叉树——操作总结

二叉树中反复使用递归思想，掌握寻找子问题的能力就能解决所有二叉树问题。

非递归先序遍历需要用到数据结构栈，下文提供两种思路解决。层序遍历用到队列，也即广度遍历思想。

完整代码github：https://github.com/zzaiyuyu/BinTree

BinTree.h

#pragma once
typedef char BTDataType; 
typedef struct BinTreeNode 
{ 
struct BinTreeNode* _pLeft; 
struct BinTreeNode* _pRight; 
BTDataType _data; 
}BTNode, *pBTNode; 

// 构建二叉树的结点 
pBTNode BuyBinTreeNode(BTDataType data);

// 创建二叉树 
void _CreateBinTree(pBTNode* pRoot, const BTDataType* array, int size, int* index, BTDataType invalid); 
void CreateBinTree(pBTNode* pRoot, const BTDataType* array, int size, BTDataType invalid); 

// 拷贝二叉树 
pBTNode CopyBinTree(pBTNode pRoot); 

// 销毁二叉树 
void DestroyBinTree(pBTNode *pRoot); 

// 前序遍历递归 
void PreOrder(pBTNode pRoot); 
// 前序遍历非递归 一
void PreOrderNor(pBTNode pRoot); 
// 前序遍历非递归 二
void PreOrderNorOP(pBTNode pRoot);

// 中序遍历递归 
void InOrder(pBTNode pRoot); 

// 后续遍历递归 
void PostOrder(pBTNode pRoot); 

// 层序遍历 
void LevelOrder(pBTNode pRoot); 

// 二叉树的镜像递归 
void MirrorBinTree(pBTNode pRoot); 

// 二叉树的镜像非递归 
void MirrorBinTreeNor(pBTNode pRoot); 

// 求二叉树中结点的个数 
int BinTreeSize(pBTNode pRoot); 

// 获取二叉树中叶子结点的个数 
int GetLeafCount(pBTNode pRoot); 

// 求二叉树中K层结点的个数 
int GetKLevelNode(pBTNode pRoot, int K); 

// 求二叉树的高度 
int Height(pBTNode pRoot); 

BinTree.c

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "BinTree.h"
#include "queue.h"
#include "stack.h"
// 构建二叉树的结点 
pBTNode BuyBinTreeNode(BTDataType data)
{
    pBTNode pNew = (pBTNode)malloc(sizeof(BTNode));
    if (NULL == pNew) {
        printf("失败");
        return NULL;
    }
    pNew->_data = data;
    pNew->_pLeft = pNew->_pRight = NULL;
    return pNew;
}

// 创建二叉树 
void _CreateBinTree(pBTNode* pRoot, const BTDataType* array, int size, int* index, BTDataType invalid)
{
    if (*index < size && array[*index]!= invalid) {
        *pRoot = BuyBinTreeNode(array[*index]);
        *index += 1;
        _CreateBinTree(&(*pRoot)->_pLeft, array, size, index, invalid);
        *index += 1;
        _CreateBinTree(&(*pRoot)->_pRight, array, size, index, invalid);
    }
}
void CreateBinTree(pBTNode* pRoot, const BTDataType* array, int size, BTDataType invalid)
{
    assert(pRoot);
    assert(array);
    int index = 0;
    _CreateBinTree(pRoot, array, size, &index, invalid);
}

// 拷贝二叉树 
pBTNode CopyBinTree(pBTNode pRoot)
{
    pBTNode pNew = NULL;
    if (pRoot) {
        pNew = BuyBinTreeNode(pRoot->_data);
        pNew->_pLeft = CopyBinTree(pRoot->_pLeft);
        pNew->_pRight = CopyBinTree(pRoot->_pRight);
    }
    return pNew;
}

// 销毁二叉树 
void DestroyBinTree(pBTNode *pRoot)
{
    if (*pRoot) {
        DestroyBinTree(&(*pRoot)->_pLeft);
        DestroyBinTree(&(*pRoot)->_pRight);
        free(*pRoot);
        *pRoot = NULL;
    }
}

// 前序遍历递归 
void PreOrder(pBTNode pRoot)
{
    if (pRoot) {
        printf("%c ", pRoot->_data);
        PreOrder(pRoot->_pLeft);
        PreOrder(pRoot->_pRight);
    }
}
// 前序遍历非递归一
void PreOrderNor(pBTNode pRoot)
{
    Stack s;
    init(&s);
    pushBack(&s, pRoot);
    while (!isEmpty(&s)) {
        pBTNode pCur = top(&s);
        pop(&s);
        printf("%c ", pCur->_data);
        if (pCur->_pRight)
            pushBack(&s, pCur->_pRight);
        if (pCur->_pLeft)
            pushBack(&s, pCur->_pLeft);
    }
}
// 前序遍历非递归二
void PreOrderNorOP(pBTNode pRoot)
{
    Stack s;
    init(&s);
    pushBack(&s, pRoot);
    while (!isEmpty(&s)) {
        pBTNode pCur = top(&s);
        pop(&s);
        while (pCur) {
            printf("%c ", pCur->_data);
            if (pCur->_pRight) {
                pushBack(&s, pCur->_pRight);
            }
            pCur = pCur->_pLeft;
        }
    }
}

// 中序遍历递归 
void InOrder(pBTNode pRoot)
{
    if (pRoot) {
        InOrder(pRoot->_pLeft);
        printf("%c ", pRoot->_data);
        InOrder(pRoot->_pRight);
    }
}

// 后续遍历递归 
void PostOrder(pBTNode pRoot)
{
    if (pRoot) {
        PostOrder(pRoot->_pLeft);
        PostOrder(pRoot->_pRight);
        printf("%c ", pRoot->_data);
    }
}

// 层序遍历 
void LevelOrder(pBTNode pRoot)
{
    LQueue q;
    InitQueue(&q);
    PushQueue(&q, pRoot);
    while (!QueueEmpyt(&q)) {
        pBTNode pCur = QueueFront(&q);
        PopQueue(&q);
        printf("%c ", pCur->_data);
        if(pCur->_pLeft)
            PushQueue(&q, pCur->_pLeft);
        if (pCur->_pRight)
            PushQueue(&q, pCur->_pRight);
    }
}

void swap(pBTNode *left, pBTNode *right)
{
    pBTNode tmp = *left;
    *left = *right;
    *right = tmp;
}
// 二叉树的镜像递归 
void MirrorBinTree(pBTNode pRoot)
{
    if (pRoot) {
        swap(&pRoot->_pLeft, &pRoot->_pRight);
        MirrorBinTree(pRoot->_pLeft);
        MirrorBinTree(pRoot->_pRight);
    }
}

// 二叉树的镜像非递归 
void MirrorBinTreeNor(pBTNode pRoot)
{
    LQueue q;
    InitQueue(&q);
    PushQueue(&q, pRoot);
    while (!QueueEmpyt(&q)) {
        pBTNode pCur = QueueFront(&q);
        PopQueue(&q);
        if (pCur->_pLeft)
            PushQueue(&q, pCur->_pLeft);
        if (pCur->_pRight)
            PushQueue(&q, pCur->_pRight);
        swap(&pCur->_pLeft, &pCur->_pRight);
    }
}

// 求二叉树中结点的个数 
int BinTreeSize(pBTNode pRoot)
{
    if (NULL == pRoot) {
        return 0;
    }
    return BinTreeSize(pRoot->_pLeft) + BinTreeSize(pRoot->_pRight) + 1;
}

// 获取二叉树中叶子结点的个数 
int GetLeafCount(pBTNode pRoot)
{
    if (NULL == pRoot) {
        return 0;
    }
    if (NULL == pRoot->_pLeft && NULL == pRoot->_pRight) {
        return 1;
    }
    return GetLeafCount(pRoot->_pLeft) + GetLeafCount(pRoot->_pRight);
}

// 求二叉树中K层结点的个数 
int GetKLevelNode(pBTNode pRoot, int K)
{
    if (NULL == pRoot || K < 0) {
        return 0;
    }
    if (K == 1) {
        return 1;
    }
    return GetKLevelNode(pRoot->_pLeft, K - 1) + GetKLevelNode(pRoot->_pRight, K - 1);
}

// 求二叉树的高度 
int Height(pBTNode pRoot)
{
    if (NULL == pRoot) {
        return 0;
    }
    int left = Height(pRoot->_pLeft);
    int right = Height(pRoot->_pRight);
    return  left > right ? left + 1 : right + 1;
}