创建一颗二叉树(如利用扩展二叉树的前序遍历序列: a b c # # d # # e # # 生成二叉树, 并给出析构函数),实现二叉树的前序,中序,后序,层序的递归遍历操作。
头文件 BiTree.h
#ifndef BITREE_H_INCLUDED
#define BITREE_H_INCLUDED
#include "CirQueue.h"
//定义二叉树结点
using namespace std;
template <typename T>
struct BiNode
{
T data; // 结点数据
BiNode<T> *lchild, *rchild; // 左子结点和右子结点的指针
};
template<typename T>
class BiTree
{
public:
BiTree()
{
root = Creat(); // 构造函数,调用的时候初始化根节点
}
~BiTree() { Release(root); }; // 析构函数,释放二叉树内存
void PreOrder(BiNode<T>* bt); // 前序遍历
void InOrder(BiNode<T>* bt); // 中序遍历
void PostOrder(BiNode<T>* bt); // 后序遍历
void LevelOrder(); // 层序遍历
BiNode<T>* GetRoot() { return root; } // 获取根节点
private:
BiNode<T>* root; // 指向根节点的头指针
BiNode<T>* Creat(); // 构造函数调用,用来创建二叉树
void Release(BiNode<T>* bt); // 用来给析构函数调用的,因为析构函数里面不能输入参数
};
template<typename T>
BiNode<T>* BiTree<T>::Creat()
{
// 前序遍历
BiNode<T>* bt;
char ch;
cin >> ch;
if (ch == '#') bt = nullptr; // 当输入为#时,表示该结点为空
else
{
bt = new BiNode<T>;
bt->data = ch;
bt->lchild = Creat(); // 递归建立左子树
bt->rchild = Creat(); // 递归建立右子树
}
return bt;
}
template<typename T>
void BiTree<T>::Release(BiNode<T>* bt)
{
if (bt == nullptr) return;
else {
Release(bt->lchild); // 释放左子树
Release(bt->rchild); // 释放右子树
delete bt; // 删除当前结点
}
cout << "完成析构函数空间释放";
}
template<typename T>
void BiTree<T>::PreOrder(BiNode<T>* bt)
{
if (bt == nullptr) return;
else {
cout << bt->data << " ";
PreOrder(bt->lchild); // 递归遍历左子树
PreOrder(bt->rchild); // 递归遍历右子树
}
}
template<typename T>
void BiTree<T>::InOrder(BiNode<T>* bt)
{
if (bt == nullptr) return;
else {
InOrder(bt->lchild); // 递归遍历左子树
cout << bt->data << " ";
InOrder(bt->rchild); // 递归遍历右子树
}
}
template<typename T>
void BiTree<T>::PostOrder(BiNode<T>* bt)
{
if (bt == nullptr) return
else {
PostOrder(bt->lchild); // 递归遍历左子树
PostOrder(bt->rchild); // 递归遍历右子树
cout << bt->data << " ";
}
}
template<typename T>
void BiTree<T>::LevelOrder()
{
if (root == nullptr) return; // 如果根节点为空,直接返回
BiNode<T>* q = nullptr;
CirQueue<BiNode<T>*> CQ; // 利用之前作业写的头文件循环队列
CQ.EnQueue(root); // 将根节点入队
while (!CQ.Empty()) // 当队列不为空时,继续执行
{
q = CQ.DeQueue(); // 出队一个结点
cout << q->data << " "; // 输出当前结点的数据
if (q->lchild != nullptr) CQ.EnQueue(q->lchild); // 如果左子结点非空,将左子结点入队
if (q->rchild != nullptr) CQ.EnQueue(q->rchild); // 如果右子结点非空,将右子结点入队
}
}
#endif // BITREE_H_INCLUDED
头文件Cirqueue.h
#ifndef CIRQUEUE_H_INCLUDED
#define CIRQUEUE_H_INCLUDED
using namespace std;
const int MaxSize=100;//长度
template <typename T>
struct CirQueue
{
CirQueue();//构造函数
void EnQueue(T x);//入队操作
T DeQueue();//出队操作,将队头元素请出队列
T GetHead();//取队头元素,不删除
bool Empty();//判空
void PrintQueue();//打印出来
private:
T data[MaxSize];
int front,rear;//队列中头和尾的下标
};
template <typename T>
CirQueue<T>::CirQueue()
{
rear=front=MaxSize-1;//尾是真的尾(有元素),头是前一个,头指向这里是没有元素的
//所以整个循环队列满的时候,还是留了一个位置,即头指向的位置
}
template <typename T>
void CirQueue<T>::EnQueue(T x)
{
if((rear+1)%MaxSize==front) throw std::runtime_error("溢出");//当尾元素后一个是头元素时,说明队满了,插不进了
rear=((rear+1)%MaxSize);
data[rear]=x;
}
template <typename T>
T CirQueue<T>::DeQueue()
{
if(rear==front) throw std::runtime_error("下溢");//当尾等于头时,说明说明全空了
front =(front+1)%MaxSize;
return data[front];
}
template <typename T>
T CirQueue<T>::GetHead()
{
return data[(front+1)%MaxSize];
}
template <typename T>
bool CirQueue<T>::Empty()
{
if(rear==front) return true;
else return false;
}
template <typename T>
void CirQueue<T>::PrintQueue()
{
int length =(rear+1)%MaxSize-(front+1)%MaxSize;
int a=front;
for(int i=0;i<length;i++)
{
cout<<data[(a+1)%MaxSize]<<" ";
a=(a+1)%MaxSize;
}
cout<<endl;
}
#endif // CIRQUEUE_H_INCLUDED
源文件main.cpp
#include<iostream>
#include <string>
#include "Bitree.h"
int main()
{
BiTree<char> b;
cout<<"前序:";
b.PreOrder(b.GetRoot());
cout<<"中序:";
b.InOrder(b.GetRoot());
cout<<"后序:";
b.PostOrder(b.GetRoot());
cout<<"层次遍历:";
b.LevelOrder();
return 0;
}