数据结构——二叉树的层序遍历

简介: 数据结构——二叉树的层序遍历

💞💞 前言

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前面我们学习了二叉树的三种遍历前序、中序、后序,大家都还记得吗?

不记得的伙伴可以点击这里二叉树前、中、后序遍历进行查看哦~

🥳🥳今天我们将学习另外一种遍历——层序遍历

层序遍历需要借助我们之前讲过的队列来实现,对队列有疑问的可以点击这里数据结构——lesson5栈和队列详解进行查看哦~

1.什么是层序遍历?

除了先序遍历、中序遍历、后序遍历外,还可以对二叉树进行层序遍历。设二叉树的根节点所在层数为1,层序遍历就是从所在二叉树的根节点出发,首先访问第一层的树根节点,然后从左到右访问第2层上的节点,接着是第三层的节点,以此类推,自上而下,自左至右逐层访问树的结点的过程就是层序遍历。


2.层序遍历的实现

// 层序遍历

void LevelOrder(BTNode* root);

实现之前我们还是简单创造一颗符合我们心意的二叉树:

BTNode* BuyNode(BTDataType x)
{
  BTNode* newnode = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return NULL;
  }
  newnode->right = NULL;
  newnode->data = x;
  newnode->left = NULL;
  return newnode;
}
BTNode* CreatBinaryTree()
{
  BTNode* node1 = BuyNode(1);
  BTNode* node2 = BuyNode(2);
  BTNode* node3 = BuyNode(3);
  BTNode* node4 = BuyNode(4);
  BTNode* node5 = BuyNode(5);
  BTNode* node6 = BuyNode(6);

  node1->left = node2;
  node1->right = node4;
  node2->left = node3;
  node4->left = node5;
  node4->right = node6;
  return node1;
}

二叉树形状如下:

//层序遍历
void LevelOrder(BTNode* root)
{
  Queue qt;//创建队列
  QueueInit(&qt);//队列初始化

  if (root)//判断节点是否为空
    QueuePush(&qt, root);//不为空入队列
  while (!QueueEmpty(&qt))//判断队列是否为空
  {
    BTNode* front = QueueFront(&qt);//不为空取队头值
    printf("%d\n", front->data);//打印队头值
    QueuePop(&qt);//删除队头值

    if (front->left)//接着将左右子树的节点依次入队列
      QueuePush(&qt, front->left);
    if (front->right)
      QueuePush(&qt, front->right);
  }
  QueueDestroy(&qt);//销毁队列
}

层序遍历利用队列先进先出的特点达到遍历的效果,以上就是实现层序遍历的函数啦~🥳🥳🥳

运行结果如下:

✨✨队列的实现在这里,记得使用前要声明哦~

也可以查看土土的博客二叉树前、中、后序遍历进行详细的学习。

typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
    BTDataType data;
    struct BinaryTreeNode* left;
    struct BinaryTreeNode* right;
}BTNode;
typedef BTNode* QDataType;


typedef struct QListNode
{
    struct QListNode* pNext;
    QDataType data;
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue
{
    QNode* front;
    QNode* rear;
}Queue;

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q)
{
  assert(q);
  q->front = NULL;
  q->rear = NULL;
}
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
  assert(q);
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));//创建新节点
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  newnode->data = data;
  newnode->pNext = NULL;
  //队列为空的情况入队列
  if (QueueEmpty(q))
  {
    q->front = newnode;
    q->rear = newnode;
    return;
  }
  //队列不为空的情况入队列
  else
  {
    q->rear->pNext = newnode;
    q->rear = newnode;
    return;
  }
}
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q)
{
  assert(q);
  assert(!QueueEmpty(q));//判断队列非空
  QNode* tmp = q->front;//先保存队头指针
  q->front = tmp->pNext;
  free(tmp);
}
// 获取队列头部元素 
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
  assert(q);
  assert(!QueueEmpty(q));//判断队列非空
  return q->front->data;

}
// 获取队列队尾元素 
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
  assert(q);
  assert(!QueueEmpty(q));//判断队列非空
  return q->rear->data;
}
// 获取队列中有效元素个数 
int QueueSize(Queue* q)
{
  assert(q);
  assert(!QueueEmpty(q));//判断队列非空
  int count = 0;//记录元素个数
  QNode* cur = q->front;
  while (cur)
  {
    cur = cur->pNext;
    count++;
  }
  return count;
}
// 检测队列是否为空,如果为空返回true,非空返回false
bool QueueEmpty(Queue* q)
{
  assert(q);
  return q->front == NULL;

}
// 销毁队列 
void QueueDestroy(Queue* q)
{
  assert(q);
  //assert(!QueueEmpty(q));//判断队列非空

  while (q->front)
  {
    QueuePop(q);
  }

}


//队列的特点是先进先出

3.结语

层序遍历关键点在于它对于队列的使用与理解,🥳🥳大家都学废了吗完结撒花~ 🎉🎉🎉

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