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C#数据结构——树的实现
树的简单说明:
树型结构是一类重要的非线性数据结构,其中以树和二叉树最为常用。直观看来,树是以分支关系定义的层次结构。树结构在客观世界中广泛存在,如人类社会的族谱和各种社会组织机构都可以用树来形象的表示。树在计算机领域中也得到了广泛的应用,如在编译程序中,可以用树来表示源程序的语法结构。又如在数据库系统中,树型结构也是信息的重要组织形式之一。
关键技术
树的抽象数据类型定义包含树的结构定义和基本操作,下面分别进行介绍。
(1)结构定义
树是n(n≥1)个节点的有限集,在任意一棵非空树中,都应该符合以下条件:
- 有且仅有一个特定的节点称为根的节点;
- 当n>1时,其余节点可分为m个互不相交的有限集,其中每一个集合本身又是一棵树,并且称为根的子树。
(2)基本操作
树的基本操作主要包括:构造空树、销毁树、清空树、求树的深度、访问结点、插入子树和删除子树等。
设计过程
(1)打开Visual Studio 开发环境,新建一个类库项目,命名为Arbor。
(2)将“Class1.cs”文件重命名为“Ctree.cs”。
(3)程序主要代码如下:
class TravelBinTree : ITravelBinTree, IInsertBinTree
{
const int INIT_TREE_SIZE = 20;
private IBinNode tree;
private BinNodeLine head; //线索化后的头指针
private IBinNode prenode; //指向最近访问过的前驱节点
public TravelBinTree()
{
tree = new BinNodePtr();
}
public TravelBinTree(IBinNode INode)
{
tree = INode;
}
/// <summary>
/// 先序遍历树,用非递归算法实现
/// </summary>
/// <remarks>非递归实现</remarks>
public void PreOrderTravel()
{
IBinNode temptree;
Stack stk = new Stack(INIT_TREE_SIZE);
if (tree == null)
throw (new InvalidOperationException("访问的树为空"));
temptree = tree;
stk.Push(tree);
while (stk.Count != 0)
{
while (temptree != null)
{
Print(temptree);
stk.Push(temptree.Left);
temptree = temptree.Left;
}
stk.Pop(); // 空指针退栈
if (stk.Count != 0)
{
temptree = (IBinNode)stk.Pop();
stk.Push(temptree.Right);
temptree = temptree.Right;
}
}
}
public void InOrderTravel()
{
InOrderTravel(tree);
}
private void InOrderTravel(IBinNode t)
{
if (t == null) return;
InOrderTravel(t.Left);
Print(t);
InOrderTravel(t.Right);
}
public void RevOrderTravel()
{
RevOrderTravel(tree);
}
private void RevOrderTravel(IBinNode t)
{
if (t == null) return;
RevOrderTravel(t.Left);
RevOrderTravel(t.Right);
Print(t);
}
public void Print(IBinNode t)
{
Console.Write(t.Element + ",");
}
public void Insert(IBinNode node, Position pos)
{
if (node == null)
throw (new InvalidOperationException("不能将空节点插入树"));
switch (pos)
{
case Position.LEFT: tree.Left = node; break;
case Position.RIGHT: tree.Right = node; break;
}
}
/// <summary>
/// 按照先序遍历顺序遍历树
/// </summary>
public void TreeBuilder()
{
Stack stk = new Stack(INIT_TREE_SIZE);
stk.Push(tree);
Position pos;
string para;
pos = Position.LEFT;
IBinNode baby, temp;
while (true)
{
para = Console.ReadLine();
if (para == "")
{
if (pos == Position.RIGHT)
{
stk.Pop();
while (stk.Count != 0 && ((IBinNode)stk.Peek()).Right != null)
stk.Pop();
if (stk.Count == 0) break;
}
else
pos = Position.RIGHT;
}
else
{
// if (tree.GetType().Equals(baby) == true)
baby = new BinNodePtr(para);
temp = (IBinNode)stk.Peek();
if (pos == Position.LEFT)
temp.Left = baby;
else
temp.Right = baby;
pos = Position.LEFT;
stk.Push(baby);
}
}
}
/// <summary>
/// 中序线索化
/// </summary>
public void InOrderThreading()
{
head = new BinNodeLine("");
head.RTag = Tag.THREAD;
head.Right = head;
if (tree == null) head.Left = head;
else
{
head.Left = tree; prenode = head;
}
}
/// <summary>
/// 中序线索化的递归实现
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
private void InThreading(IBinNode t)
{
if (t == null)
return;
else
{
InThreading(t.Left);
}
}
}
技巧与心得
树在C#中使用TreeView控件来表示,TreeView控件,又称为树视图控件,它可以为用户显示节点层次结构,而每个节点又可以包含子节点,包含子节点的节点叫父节点,其效果就像在Windows操作系统的Windows资源管理器功能的左窗口中显示文件和文件夹一样。