数据结构——二叉树

简介: 笔记

二叉树的遍历


前序、中序以及后序遍历

1. 前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前。

2. 中序遍历(Inorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。

3. 后序遍历(Postorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后。

1.png二叉树遍历的实现

结构体的创建

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

节点的初始化

BTNode* CreateTree()
{
  BTNode* n1 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n1);
  BTNode* n2 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n2);
  BTNode* n3 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n3);
  BTNode* n4 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n4);
  BTNode* n5 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n5);
  BTNode* n6 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n6);
  BTNode* n7 = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(n7);
  n1->data = 1;
  n2->data = 2;
  n3->data = 3;
  n4->data = 4;
  n5->data = 5;
  n6->data = 6;
  n1->left = n2;
  n1->right = n4;
  n2->left = n3;
  n2->right = NULL;
  n4->left = n5;
  n4->right = n6;
  n3->left = NULL;
  n3->right = NULL;
  n5->left = NULL;
  n5->right = NULL;
  n6->left = NULL;
  n6->right = NULL;
  n3->right = NULL;
  return n1;
}


前序遍历

void PreOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
  printf("NULL ");
  return;
  }
  printf("%d ", root->data);
  PreOrder(root->left);
  PreOrder(root->right);
}

中序遍历

void InOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
  printf("NULL ");
  return;
  }
  InOrder(root->left);
  printf("%d ", root->data);
  InOrder(root->right);
}

后序遍历

void PostOrder(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  return;
  PostOrder(root->left);
  PostOrder(root->right);
  printf("%d ", root->data);
}

节点个数的计算

int TreeSize(BTNode* root)
{
  return root == NULL ? 0 : TreeSize(root->left) + TreeSize(root->right) + 1;
}

叶子节点的计算

int TreeLeafSize(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  return 0;
  if (root->left == NULL && root->right == NULL)
  return 1; //如果为叶子节点,返回1.否则继续遍历
  return TreeLeafSize(root->left)+
  TreeLeafSize(root->right);
}

高度的计算

int TreeHeight(BTNode* root)
{
  if (root == NULL);
  return 0;
  int lh = TreeHeight(root->left);
  int rh = TreeHeight(root->right);
  return lh > rh ? lh + 1 : rh + 1;
}

某层总节点个数

int TreeLevel(BTNode* root, BTDataType x)
{
  if (root == NULL)
  return 0;
  if (x == 1)
  return 1;  //如果是第一层,返回1,否则继续往下
  return TreeLevel(root->left, x - 1) + TreeLevel(root->right, x - 1);
}

节点查找

BTNode* TreeFind(BTNode* root, BTDataType x)
{
  if (root == NULL)
  return NULL;
  if (root->data == x)
  return root;
  BTNode* lret = TreeFind(root->left, x);
  if (lret)
  return lret;
  BTNode* rret = TreeFind(root->left, x);
  if (rret)
  return rret;
  return NULL;
}


节点销毁

void BinaryTreeDestory(BTNode* root) //这里用一级或二级指针都可以
{
  if (root == NULL)
  return;
  BinaryTreeDestory(root->left);
  BinaryTreeDestory(root->right);
  free(root);
}

二叉树层的遍历

用队列实现层的遍历

2.png

先把二叉树的根放进去,然后打印这个值,之后再把根弹出,弹出的时候把左节点和右节点压进去


typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
  BTDataType data;
  struct BinaryTreeNode* left;
  struct BinaryTreeNode* right;
}BTNode;
typedef BTNode* QDataType;//里面放的是二叉树
typedef struct QueueNode
{
  struct QueueNode* next;
  QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
  //int size;
  QNode* head;
  QNode* tail;
}Queue;
//结构体的定义
void TreeLevelOrder(BTNode* root) //层遍历函数
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  if (root)
  QueuePush(&q, root);
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
  BTNode* front = QueueFront(&q);
  QueuePop(&q);
  printf("%d ", front->data);
  // 下一层,入队列
  if (front->left)
    QueuePush(&q, front->left);
  if (front->right)
    QueuePush(&q, front->right);
  }
  printf("\n");
  QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
  BTNode *BT= CreateTree();
  TreeLevelOrder(BT);
  return 0;
}


是否为完全二叉树

思路:1.采用层序遍历,若遇到NULL,跳出循环,再判断NULL后面的是否有不为空的节点,若有则不是完全二叉树,若后面的全是空,则是完全二叉树


bool TreeLevelOrderComplete(BTNode* root) //遍历
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  if (root)
  QueuePush(&q, root);
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
  BTNode* front = QueueFront(&q);
  QueuePop(&q);
  if (front == NULL)
    break;
    QueuePush(&q, front->left);
    QueuePush(&q, front->right);
  }
//找到第一个空节点
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
  BTNode* front = QueueFront(&q);
  QueuePop(&q);
  if (front != NULL)
  {
    QueueDestroy(&q);
    return false;
  }
  }
  QueueDestroy(&q);
  return true;
}
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