【数据结构】—二叉树遍历(二)

简介: 【数据结构】—二叉树遍历

遍历方式


🎃🎃1) 层次遍历


若二叉树为空,则为空操作;否则,按自上而下先访问第0层的根节点,然后再从左到右依次访问各层次中的每一个结点。


层次遍历序列


ABECFDGHK


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🎃🎃2)先根(序)遍历 DLR


若二叉树为空,则为空操作,否则如下步骤:


访问根节点


先根遍历左子树


先根遍历右子树


先根遍历序列为:


ABCDEFGHK


5529bac373cb4fad870bd4fcc5e6288c.png


注意:在遍历时,根的左子树中还分有子树,遍历方式依旧是:先根—左孩子—右孩子。遍历完左子树中元素,在去遍历根的右子树。


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🎃🎃 3)中根(序)遍历 LDR


若二叉树为空,则为空操作;否则步骤为:


中根遍历左子树


访问根节点


中根遍历右子树


中根遍历序列为:


BDCAEHGKF


a3f49ee5c5054246b95f91d3a54c7d5c.png


🎃🎃 4)后根(序)遍历LRD


若二叉树为空,则为空操作;否则步骤为:


后根遍历左子树


后根遍历右子树


访问根节点


后根遍历序列为:


DCBHKGFEA


ec83ed0c938c40e59a1e2d977adcf714.png


🐋小试牛刀

💦练习1:

c84832a6d4b04cd6a2ad656239ad850f.png


先根序遍历:ABDEGCFH

中根序遍历:DBGEAFHC

后根序遍历:DGEBHFCA

💦练习2:

38c82faa063447c595fc11a35942faf8.png


先根序遍历:ABDEGJHCFIKL

中根序遍历:DBJGEHACKILF

后根序遍历:DJGHEBKLIFCA

💦 练习3:

8cfdf9578492408bbcbe3f118d027801.png


先根序遍历:ABCDEFGHK

中根序遍历:BDCAEHGKF

后根序遍历:DCBHKGFEA

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🐋 遍历方式:递归算法实现

1)算法:先根(序)遍历 DLR

public void preRootTraverse(BiTreeNode T) {
    if(T != null) {
        System.out.print(T.data);   //输出根元素
        preRootTraverse(T.lchild);    //先根遍历左子树
        preRootTraverse(T.rchild);    //先根遍历右子树
    }
}

2)算法:中根(序)遍历 LDR

public void inRootTraverse(BiTreeNode T) {
    if(T != null) {
        inRootTraverse(T.lchild);   //中根遍历处理左子树
        System.out.print(T.data);   //访问根节点
        inRootTraverse(T.rchild);   //中根遍历处理右子树
    }
}

3)算法:后根(序)遍历LRD

public void postRootTraverse(BiTreeNode T) {
    if(T != null) {
        postRootTraverse(T.lchild);   //后根遍历左子树
        postRootTraverse(T.rchild);   //后根遍历右子树
        System.out.print(T.data);   //访问根结点
    }
}


遍历方式:非递归算法实现


1)算法:先根(序)遍历 DLR


借助一个==栈==来记录当前被访问结点的右孩子结点,以便遍历完一个结点的左子树后,可以继续遍历该结点的右子树。


实现思想:


将根节点压栈


从栈顶获得需要遍历的结点A,并访问结点A。


此时结点A有左孩子直接访问,结点A有右孩子压入栈顶


同时沿着左子树继续搜索,重复步骤3


当左子树访问完成后,重复步骤2依次访问对应的右子树

public void preRootTraverse() {
    BiTreeNode T = root;
    if( T != null ) {
        LinkStack S = new LinkStack();    // 创建栈记录没有访问过的右子树
        S.push(T);              // 将根节点压入栈顶
        while(!S.isEmpty()) {       // 栈中只要有数据,表示继续遍历
            T = S.pop();          // 弹出栈顶数据
            System.out.print(T.data);   // 结点被访问
            while(T != null) {        // T指针,访问每一个左孩子
                if(T.lchild != null) {    // 输出左孩子
                    System.out.print(T.lchild.data);
                }
                if(T.rchild != null) {    // 将右孩子压栈
                    T.push(T.rchild);
                }
                T = T.lchild;       // 访问下一个左孩子
            }
        }
    }
}

2)算法:中根(序)遍历 LDR

借助一个==栈==来记录遍历过程中所经历的而未被访问的所有结点,以便遍历完左子树后能顺利的返回到它的父节点。


实现思想:


从非空二叉树的根节点出发


沿着该结点的左子树向下搜索,在搜索过程中将遇到的每一个结点依次压栈,直到二叉树中最左下结点压栈为止,


然后从栈中弹出栈顶结点并对其进行访问,访问完成后再进入该结点的右子树,


并用上述相同的方法去遍历该结点的右子树,直到二叉树中所有的结点都被访问。

public void inRootTraverse() {
    BiTreeNode T = root;
    if(T != null) {
        LinkStack S = new LinkStack();
        S.push(T);              //将根节点压入到栈顶
        while( !S.isEmpty() ) {       //栈中有数据,表示遍历未完成
            //1 将所有的左孩子压栈
            while(S.peek() != null) {   //栈顶的元素不为空,注意:不是弹栈
                // 获得栈顶,
                BiTreeNode temp = (BiTreeNode)S.peek();
                // 并将左孩子压入栈顶
                S.push(temp.lchild);
            }
            S.pop();            //将栈顶的空元素弹出
            //2 依次弹出栈,访问当前节点,如果有右孩子继续压栈
            if(! S.isEmpty()) {
                T = (BiTreeNode)S.pop();
                System.out.print(T.data);   //访问栈顶
                S.push(T.rchild);
            }
        }
    }
}

3)算法:后根(序)遍历LRD

借助一个栈用记载遍历过程中所经历而未被访问的所有结点。


确定顶点结点是否能访问,需要知道该结点的右子树是否被遍历完成。


引入两个变量,一个访问标记变量flag和一个结点指针p


flag永不标记当前栈顶结点是否被访问


p指向当前遍历过程中最后一个被访问的结点。


实现思想:


从非空二叉树的根节点出发


将所有的左孩子相继压栈,


然后获得栈中每个结点A,如果该结点A没有右孩子或右孩子已经访问过,将访问结点A


如果结点A有右孩子或右孩子未被访问过,继续压栈


通过标记,使程序开始出了新添加进入的结点。

public void postRootTraverse() {
    BiTreeNode T = root;
    if( T != null) {
        LinkStack S = new LinkStack();
        S.push(T);
        // 声明两个变量
        Boolean flag;       //用于记录是否被访问
        BiTreeNode p;       //用于记录上一次处理的结点
        while(! S.isEmpty() ) {
            //1 将所有的左孩子压栈
            while(S.peek() != null) {   //栈顶的元素不为空,注意:不是弹栈
                // 获得栈顶,
                BiTreeNode temp = (BiTreeNode)S.peek();
                // 并将左孩子压入栈顶
                S.push(temp.lchild);
            }
            S.pop();            //将栈顶的空元素弹出
            while( !S.isEmpty() ) {
                T = (BiTreeNode) S.peek();
                if(T.rchild == null || T.rchild == p) {  // 没有右孩子 或 已经访问过
                    System.out.print(T.data);
                    S.pop();          //弹出
                    p = T;            //记录刚才访问过的
                    flag = true;      //没有新元素,继续访问
                } else {
                    S.push(T.rchlid);
                    flag = false;     //新右子树添加
                }
                if(!flag) {
                    break;        //如果有右子树,需要重新开始
                }
            }
        }
    }
}
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