数据结构(初阶)—— 二叉树② ---链式结构(1)

简介: 数据结构(初阶)—— 二叉树② ---链式结构(1)

一、二叉树的遍历问题

二叉树的遍历分为:前序遍历、中序遍历、后续遍历和层序遍历;


方法:(前提:树不为空)


       前序遍历:访问根结点—>遍历左子树—>遍历右子树;(根、左、右)


       中序遍历:遍历左子树—>访问根结点—>遍历右子树;(左、根、右)


       后续遍历:遍历左子树—>遍历右子树—>访问根结点;(左、右、根)


       层序遍历:从上至下,从左至右顺序访问;


示例:

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

二、 二叉树链式结构实现

1.二叉树的结构设计

typedef char BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
  BTDataType data;//结点
  struct BinaryTreeNode* left;//左子树
  struct BinaryTreeNode* right;//右子树
}BTNode;

2.创建二叉树及初始化

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

//二叉树的初始化
BTNode* BuyNode(BTDataType x)
{
  BTNode* newnode = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    printf("malloc fail\n");
    exit(-1);
  }
  newnode->data = x;
  newnode->left = newnode->right = NULL;
  return newnode;
}
//创建二叉树
BTNode* CreatBinaryTree()
{
  BTNode* nodeA = BuyNode('A');
  BTNode* nodeB = BuyNode('B');
  BTNode* nodeC = BuyNode('C');
  BTNode* nodeD = BuyNode('D');
  BTNode* nodeE = BuyNode('E');
  BTNode* nodeF = BuyNode('F');
  nodeA->left = nodeB;
  nodeA->right = nodeC;
  nodeB->left = nodeD;
  nodeC->left = nodeE;
  nodeC->right = nodeF;
  return nodeA;
}

3.二叉树的前序遍历

//二叉树的前序遍历
void PreOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
    printf("NULL ");
    return;
  }
  printf("%c ", root->data);//访问根结点
  PreOrder(root->left);//遍历左子树
  PreOrder(root->right);//遍历右子树
}

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

4.二叉树的中序遍历

中序递归原理和前序类似;画图分析即可;

//二叉树的中序遍历
void InOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
    printf("NULL ");
    return;
  }
  InOrder(root->left);//遍历左子树
  printf("%c ", root->data);//访问根结点
  InOrder(root->right);//遍历右子树
}

5.二叉树的后续遍历

后序递归原理和前序类似;画图分析即可;

//二叉树的后序遍历
void PostOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
    printf("NULL ");
    return;
  }
  PostOrder(root->left);//遍历左子树
  PostOrder(root->right);//遍历右子树
  printf("%c ", root->data);//访问根结点
}

6.二叉树的结点个数

思路::遍历左子树的结点个数+遍历右子树的结点个数;

//方法一(最优)
int BinaryTreeSize1(BTNode* root)
{
  return root == NULL ? 0 : BinaryTreeSize1(root->left) + BinaryTreeSize1(root->right) + 1;
}
//方法二
void BinaryTreeSize2(BTNode* root, int* pn)
{
  if (root == NULL)
  {
    return;
  }
  ++(*pn);
  BinaryTreeSize2(root->left, pn);
  BinaryTreeSize2(root->right, pn);
}

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

7.二叉树叶子结点个数

叶子结点:就是度为0的点,我们通过遍历它的左子树和右子树的叶子结点个数并相加;

// 二叉树叶子节点个数
int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
    //树为空,没有叶子结点
  if (root == NULL)
  {
    return 0;
  }
    //只有一个节点,说明只有一个叶子结点
  if (root->left == NULL && root->right == NULL)
  {
    return 1;
  }
    //上述两种情况都存在,就去遍历左子树和右子树
  return BinaryTreeLeafSize(root->left) + BinaryTreeLeafSize(root->right);
}

8.二叉树第k层的结点给个数

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

// 二叉树第k层节点个数
int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k)
{
  assert(k >= 1);
  if (root == NULL)
  {
    return 0;
  }
  if (k == 1)
  {
    return 1;
  }
  //root不等于空,k也不等于1,说明root这棵树的第k节点在字树里面
  //转换成求左右子树的第k-1的节点数量;
  return BinaryTreeLevelKSize(root->left, k - 1) + BinaryTreeLevelKSize(root->right, k - 1);
}

9.二叉树的深度/高度

利用递归的思想,去遍历左右子树,存在两种可能(非空树的情况),递归以后,左右子树深度相等 或者不相等(左深或右深);1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

//二叉树深度/高度
int BinaryTreeDepth(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
    return 0;
  }
  int leftDepth = BinaryTreeDepth(root->left);//算出左子树的深度
  int rightDepth = BinaryTreeDepth(root->right);//算出右子树的深度
  return leftDepth > rightDepth ? leftDepth + 1 : rightDepth + 1;//谁大加1
}
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