数据结构-二叉树遍历

这篇博文主要是研究二叉树遍历的递归与非递归算法,有兴趣的小伙伴可以了解下!

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. 后续遍历: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

递归遍历内部有系统栈,其作用:

  • 1.保护现场(类似存档)
  • 2.恢复现场(类似读档)

 

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
	}
}

先序遍历递归函数:

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

二叉树的非递归遍历(深度优先遍历)

须知:需要自定制辅助栈

1.先序遍历非递归:

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(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,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)

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:

// 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(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.中序遍历非递归代码

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

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(top1 != -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
			}			
		}		
	}
}

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