二叉树的基本操作与目录形式打印（C++ 模板类）

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/lishang6257/article/details/82526108

杂谈

这篇文章竟然沉了，不是很甘心，上回说到目录形式打印，这次再丰富一下（挣扎下）。博主从网上观察了一下，虽然有横
向打印树的，但总不是很完美，这次更新着眼点就在这边。

概述

本例实现了基本二叉树的先序创建，前序遍历，层次遍历，以及目录结构式的打印。

目录形式打印

这是需要说明的目录本质上就是先序遍历，但是要想做一个相对好看的目录结构的树（这里是指从左到右的打印，而非从上到下），需要对控制字符的打印下些文章。博主在做时依据以下思路进行的
1、目录结构中的左子树不需要做过多考虑，仅需要前面输出"-----"即可。
2.对于右子树，发现从根节点到该节点路径中，当且仅当路径中节点的存在右节点且该右结点未被访问（其实就是路径中下个结点不是该右结点），这样就能确定该右结点前面控制符的情况了，有未被访问的右结点就是”|“否则就是空格。

注：如果在阅读过程发现问题，欢迎斧正。

水平打印

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <vector>

#define maxDeep 100

using namespace std;

template <typename T>
class TNode_normal{
public:
    T data;
    TNode_normal* lchild,* rchild;
    TNode_normal(T e){
        data = e;
        rchild = lchild = NULL;
    }
    TNode_normal(){
        data = 0;
        rchild = lchild = NULL;
    }
};



template <typename T>
class Tree_normal{
public:
    Tree_normal(){
        root = new TNode_normal<T>();
    }
    TNode_normal<T>*& getRoot(){return root;};
    void createTree_normal(TNode_normal<T> *&node);
    void preOrderTraverse(TNode_normal<T>* node);
    int getDeep(TNode_normal<T>* node);
    void draw(TNode_normal<T>* node,int level = 0);
    void levelTraverse(TNode_normal<T>* node);
    void findPath(TNode_normal<T>* node,TNode_normal<T>* e,vector<TNode_normal<T>*> &res,int level = 0);
    void whetherDrawRChild(TNode_normal<T>* node,TNode_normal<T>* e,vector<int> &res);
//    void whetherDrawRChild(TNode_normal<T>* node,TNode_normal<T>* e,stack<int> Result);
private:
    TNode_normal<T> *root;
};

template <typename T>
void Tree_normal<T>::createTree_normal(TNode_normal<T> *&node){
    //preOrder to create a binary tree
    T e;
    cin >> e;
//    node->lchild = new TNode_normal<T>(e);
    if(e != 0){
        if(node == root)
            root->data = e;
        else
            node = new TNode_normal<T>(e);
    }
    else return; //end if
    cout << node->data << " left : ";
    createTree_normal(node->lchild);
    cout << node->data << " right : ";
    createTree_normal(node->rchild);
}

template <typename T>
void Tree_normal<T>::preOrderTraverse(TNode_normal<T>* node){
//    cout << "preOrderTraverse : ";
    if(node != NULL && node->data !=0){
        cout << node->data << " ";
    }
    else return;
    preOrderTraverse(node->lchild);
    preOrderTraverse(node->rchild);
}

template <typename T>
void Tree_normal<T>::levelTraverse(TNode_normal<T>* node){
    queue<TNode_normal<T>*> levelQueue;
    levelQueue.push(node);
    while(!levelQueue.empty()){
        if(levelQueue.front()->lchild) levelQueue.push(levelQueue.front()->lchild);
        if(levelQueue.front()->rchild) levelQueue.push(levelQueue.front()->rchild);
        cout << levelQueue.front()->data << " ";
        levelQueue.pop();
    }
}

int Max(int a,int b){
    if(a >= b) return a;
    else return b;
}

template <typename T>
int Tree_normal<T>::getDeep(TNode_normal<T>* node){
    if(node == NULL) return 0;
    return Max(getDeep(node->lchild) + 1,getDeep(node->rchild) + 1);
}

template <typename T>
void Tree_normal<T>::findPath(TNode_normal<T>* node,TNode_normal<T>* e,vector<TNode_normal<T>*> &res,int level){
    //res[0]作为终止标志位
    if(node != NULL && res[0] != e){
        if(node == e) res[0] = e;
        res[level + 1] =  node;
    }else{
        if(res[0] != e) res[level + 1] = NULL;
        level --;return;
    }
    findPath(node->lchild,e,res,++level);
    findPath(node->rchild,e,res,level);
}

template <typename T>
void Tree_normal<T>::whetherDrawRChild(TNode_normal<T>* node,TNode_normal<T>* e,vector<int> &res){
    //flag 指明指明左右子树关系
    //preOrdertraverse to find e whether has rchild
    //res[0]为标志位
    if(e == root){
        res[0] = 0;return;
    }
    vector<TNode_normal<int>*> res2(maxDeep,NULL);
    findPath(root,e,res2);
    for(int i = 1;i < maxDeep && res2[i] != NULL ;i ++){
        if(res2[i+1] &&  res2[i]->rchild != res2[i+1]) res[i] = 1;
    }
}

template <typename T>
void Tree_normal<T>::draw(TNode_normal<T>* node,int level){
    if(node != NULL && node->data != 0){
        cout << "" <<node->data;
    }else{
        level --;return;
    }

    cout << " --L-- ";
    draw(node->lchild,++ level);
    vector<int> res(maxDeep,0);
    whetherDrawRChild(root,node,res);
    cout << "\n ";
    for(int i = 0;i < level - 1;i ++){
        if(res[i + 1]) cout << "|      " << " ";
        else cout << "       " << " ";
    }
    cout << " --R-- ";
    draw(node->rchild, level);
}

int main()
{
    Tree_normal<int> t;
    t.createTree_normal(t.getRoot());
    cout << "前序遍历：\n";
    t.preOrderTraverse(t.getRoot());
    cout << "\n层次遍历：\n";
    t.levelTraverse(t.getRoot());
    cout << "\n最大深度：\n";
    cout << t.getDeep(t.getRoot());
    cout << "\n目录形式打印：\n";
    t.draw(t.getRoot());

    return 0;
}

##测试用例
/*
5
4
2
0
0
1
0
9
0
0
3
8
0
0
7
0
4
3
0
2
0
0
0
*/