C++数组建立二叉树 层序

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用数组建立二叉树

1、输入数组要求
数组是按照层序输入的,当该结点为空时,用‘#’代替空的位置。
如:
这里写图片描述
图(a)中的二叉树的 输入数组为:
int data[] = { 1, 2, 3, 4, 5, ‘#’, 6, ‘#’, ‘#’, 7, 8 };
图(b)中的二叉树的 输入数组为:
int data[] = { 1, 2, 3, 4, 5, ‘#’, 6, 7 };

2、数组创建二叉树的子函数
本文的核心代码,数组创建二叉树子函数 CreateBiTree() 的原创为 该博文
他的二叉树结点结构的定义与笔者不同,故数组创建二叉树子函数 也需要做一点改动:
笔者二叉树的结点数据结构如下:

typedef struct BiTNode//二叉树的结点数据结构
{
    int data;
    BiTNode *lchild, *rchild;
};

原博文如下:

//二叉树的节点定义
class TreeNode {
     public:
         int val;
         TreeNode *left, *right;
         TreeNode(int val) {
             this->val = val;
             this->left = this->right = NULL;
         }
};

原博文的 数组创建二叉树的子函数 如下:

//从数组的某个位置的元素开始生成树
TreeNode* createTree(vector<int> list, int start){

    if (list[start] == '#') {
        return NULL;
    }

    TreeNode* root = new TreeNode(list[start]);

    int lnode = 2*start + 1;
    int rnode = 2*start + 2;
    if ( lnode > list.size() -1) {
        root -> left = NULL;
    }else{
        root -> left = createTree(list, lnode);
    }

    if (rnode > list.size() -1) {
        root -> right =NULL;
    }else{
        root -> right = createTree(list, rnode);
    }

    return root;
}

笔者对其进行了修改,主要在生成新结点时,有所不同:
原博文:

TreeNode* root = new TreeNode(list[start]);

笔者更改为:

    BiTNode* root = new BiTNode;//新建一个根结点

    //给根结点 root 的 成员变量 root、lchild、rchild 赋初值
    root->data = a[start]; 
    root->lchild = NULL;
    root->rchild = NULL;

并且还需要对新建的根结点指针赋值,因为原博文在定义二叉树结点类时,已经对其进行了初始化:

TreeNode(int val) {
             this->val = val;
             this->left = this->right = NULL;
         }

笔者的 数组创建二叉树的子函数 :

BiTNode *CreateBiTree(int *a, int n, int start)//按层序输入,结点为空时,输入'#'
{
    if (a[start] == '#')
        return NULL;

    BiTNode* root = new BiTNode;//新建一个根结点

    //给根结点 root 的 成员变量 root、lchild、rchild 赋初值
    root->data = a[start]; 
    root->lchild = NULL;
    root->rchild = NULL;

    int lnode = 2 * start + 1;
    int rnode = 2 * start + 2;

    if (lnode > n - 1)
        root->lchild = NULL;
    else
        root->lchild = CreateBiTree(a, n, lnode);

    if (rnode > n - 1)
        root->rchild = NULL;
    else
        root->rchild = CreateBiTree(a, n, rnode);

    return root;
}

3、测试代码:

/***************************************************************************
*   @author:    东篱_
*   @date:      2018.4.8
*   @remark:    this code is for binary tree with array
*   @note:      The numbers in the input array is arranged by level order
****************************************************************************/

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

typedef struct BiTNode//二叉树的结点数据结构
{
    int data;
    BiTNode *lchild, *rchild;
};

BiTNode *CreateBiTree(int *a, int n, int start)//按层序输入,结点为空时,输入'#'
{
    if (a[start] == '#')
        return NULL;

    BiTNode* root = new BiTNode;//新建一个根结点

    //给根结点 root 的 成员变量 root、lchild、rchild 赋初值
    root->data = a[start]; 
    root->lchild = NULL;
    root->rchild = NULL;

    int lnode = 2 * start + 1;
    int rnode = 2 * start + 2;

    if (lnode > n - 1)
        root->lchild = NULL;
    else
        root->lchild = CreateBiTree(a, n, lnode);

    if (rnode > n - 1)
        root->rchild = NULL;
    else
        root->rchild = CreateBiTree(a, n, rnode);

    return root;
}

//先序遍历函数
void PreOrderTraverse(BiTNode *T)
{
    if (T)
    {
        cout << T->data << " ";
        PreOrderTraverse(T->lchild);
        PreOrderTraverse(T->rchild);
    }
}

//层序遍历--队列
void LevelOrderTraverse(BiTNode *T)
{
    queue<BiTNode *> Q;
    if (T == NULL) return;
    Q.push(T);//入队根指针
    while (!Q.empty())
    {
        BiTNode *cur = Q.front();
        Q.pop();
        cout << cur->data << " ";
        if (cur->lchild)
            Q.push(cur->lchild);
        if (cur->rchild)
            Q.push(cur->rchild);
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    BiTNode *t;
//  int data[] = { 1, 2, 3, 4, 5, '#', 6, '#', '#', 7, 8 };
    //前序遍历:1 2 4 5 7 8 3 6
    int data[] = { 1, 2, 3, 4, 5, '#', 6, 7 }; 
    //前序遍历:1 2 4 7 5 3 6

    t = CreateBiTree(data, sizeof(data) / sizeof(data[0]), 0);

    printf("The pre order is :  ");
    PreOrderTraverse(t);
    cout << endl;

    printf("The level order is :    ");
    LevelOrderTraverse(t);

    return 0;
}

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