遍历二叉树:按照某条搜索路径访问树中的每个节点,使每个节点均被访问且只被访问一次。遍历的实质是对二叉树进行线性化的过程 ,即遍历的结果将非线性结构的节点变为线性序列。
限定遍历的顺序先左后右,用L表示左子树,R表示右子树,D表示根,则二叉树的遍历方式分前序遍历DLR,中序遍历LDR,后序遍历LRD三种。
PS:根节点的位置决定遍历是什么顺序。先遍历根节点即前序遍历,最后遍历根节点即为后序遍历
三种遍历方式代码如下(递归方式):
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
typedef char ElemType;
//二叉树的二叉链表结构,也就是二叉树的存储结构,1个数据域,2个指针域(左右孩子)
typedef struct BiTNode
{
ElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
//二叉树的建立
void CreateBiTree(BiTree *T)
{
ElemType ch;
*T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
(*T)->data = ch;//生成结点
CreateBiTree(&(*T)->lchild);//构造左子树
CreateBiTree(&(*T)->rchild);//构造右子树
}
//递归方式前序遍历二叉树
void PreOrderTraverse(BiTree T)
{
if (T == NULL)
{
cout<<T->data;//访问根节点
PreOrderTraverse(T->lchild);//前序遍历左子树
PreOrderTraverse(T->rchild);//前序遍历右子树
}
}
//递归方式中序遍历二叉树
void InOrderTraverse(BiTree T)
{
if(T==NULL)
{
InOrderTraverse(T->lchild);//中序遍历左子树
cout<<T->data;//访问根节点
InOrderTraverse(T->rchild);//中序遍历右子树
}
}
//递归方式后序遍历二叉树
void PostOrderTraverse(BiTree T)
{
if(T==NULL)
{
PostOrderTraverse(T->lchild);//后序遍历左子树
PostOrderTraverse(T->rchild);//后序遍历右子树
cout<<T->data;//访问根节点
}
}
int main()
{
BiTree T = NULL;
cout << "请输入二叉树:"; //类似输入AB#D##C##
CreateBiTree(&T);// 建立二叉树
cout << "递归前序遍历输出为:" << endl;
PreOrderTraverse(T);
cout << "递归中序遍历输出为:" << endl;
InOrderTraverse(T);
cout << "递归后序遍历输出为:" << endl;
PostOrderTraverse(T);
return 0;
}
若要添加输出层数等信息,可在PreOrderTraverse(T)函数, InOrderTraverse(T)函数和PostOrderTraverse(T)函数中自行添加语句实现
例:遍历二叉树时同时输出节点的层数(以下代码转载自https://www.cnblogs.com/liuamin/p/6269950.html)
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
typedef char ElemType;
//二叉树的二叉链表结构,也就是二叉树的存储结构,1个数据域,2个指针域(左右孩子)
typedef struct BiTNode
{
ElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
//二叉树的建立
void CreateBiTree(BiTree *T)
{
ElemType ch;
cin >> ch;
if (ch == '#')
*T = NULL; //保证是叶结点
else
{
*T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
//if (!*T)
//exit(OVERFLOW); //内存分配失败则退出。
(*T)->data = ch;//生成结点
CreateBiTree(&(*T)->lchild);//构造左子树
CreateBiTree(&(*T)->rchild);//构造右子树
}
}
//表示对遍历到的结点数据进行的处理操作,此处操作是将树结点前序遍历输出
void operation1(ElemType ch)
{
cout << " "<<ch << " ";
}
//在输出的基础上,并输出层数
void operation2(ElemType ch, int level)
{
cout <<" " <<ch << "在第" << level << "层" << endl;
}
//递归方式前序遍历二叉树
void PreOrderTraverse(BiTree T, int level)
{
if (T == NULL)
return;
/*对遍历的树结点进行的操作*/
//operation1(T->data);
operation2(T->data, level); //输出了层数
PreOrderTraverse(T->lchild, level + 1);
PreOrderTraverse(T->rchild, level + 1);
}
//递归方式中序遍历二叉树
void InOrderTraverse(BiTree T,int level)
{
if(T==NULL)
return;
InOrderTraverse(T->lchild,level+1);
operation1(T->data);
//operation2(T->data, level); //输出了层数
InOrderTraverse(T->rchild,level+1);
}
//递归方式后序遍历二叉树
void PostOrderTraverse(BiTree T,int level)
{
if(T==NULL)
return;
PostOrderTraverse(T->lchild,level+1);
PostOrderTraverse(T->rchild,level+1);
operation1(T->data);
//operation2(T->data, level); //输出了层数
}
int main()
{
int level = 1; //表示层数
BiTree T = NULL;
cout << " 请以前序遍历的方式输入扩展二叉树:"; //类似输入AB#D##C##
CreateBiTree(&T);// 建立二叉树
cout << " 递归前序遍历输出为:" << endl;
PreOrderTraverse(T, level);//进行前序遍历,operation1()和operation2()函数表示对遍历的结点数据进行的操作
cout << endl;
cout << " 递归中序遍历输出为:" << endl;
InOrderTraverse(T, level);
cout << endl;
cout << " 递归后序遍历输出为:" << endl;
PostOrderTraverse(T, level);
cout << endl;
return 0;
}
operation1( )函数运行结果如下
operation2( )函数运行结果如下
三种遍历方式(非递归方式):
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
typedef char ElemType;
//二叉树的二叉链表结构,也就是二叉树的存储结构,1个数据域,2个指针域(分别指向左右孩子)
typedef struct BiTNode
{
ElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
//二叉树的建立,按前序遍历的方式建立二叉树,当然也可以以中序或后序的方式建立二叉树
void CreateBiTree(BiTree *T)
{
ElemType ch;
cin >> ch;
if (ch == '#')
*T = NULL; //保证是叶结点
else
{
*T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
//if (!*T)
//exit(OVERFLOW); //内存分配失败则退出。
(*T)->data = ch;//生成结点
CreateBiTree(&(*T)->lchild);//构造左子树
CreateBiTree(&(*T)->rchild);//构造右子树
}
}
//表示对遍历到的结点数据进行的处理操作,此处操作是将树结点前序遍历输出
void operation1(ElemType ch)
{
cout << " "<<ch << " ";
}
//此处在输出的基础上,并输出层数
void operation2(ElemType ch, int level)
{
cout << " "<<ch << "在第" << level << "层" << " ";
}
//递归方式前序遍历二叉树
void PreOrderTraverse(BiTree T, int level)
{
if (T == NULL)
return;
/*此处表示对遍历的树结点进行的操作,根据你自己的要求进行操作,这里只是输出了结点的数据*/
operation1(T->data);
//operation2(T->data, level); //输出了层数
PreOrderTraverse(T->lchild, level + 1);
PreOrderTraverse(T->rchild, level + 1);
}
//递归方式中序遍历二叉树
void InOrderTraverse(BiTree T,int level)
{
if(T==NULL)
return;
InOrderTraverse(T->lchild,level+1);
operation1(T->data);
//operation2(T->data, level); //输出了层数
InOrderTraverse(T->rchild,level+1);
}
//递归方式后序遍历二叉树
void PostOrderTraverse(BiTree T,int level)
{
if(T==NULL)
return;
PostOrderTraverse(T->lchild,level+1);
PostOrderTraverse(T->rchild,level+1);
operation1(T->data);
//operation2(T->data, level); //输出了层数
}
//非递归方式前序遍历
/* 思路:将T入栈,遍历左子树;遍历完左子树返回时,栈顶元素应为T,出栈,再先序遍历T的右子树。*/
void PreOrder(BiTree T){
stack<BiTree> stack;
//p是遍历指针
BiTree p = T;
//p不为空或者栈不空时循环
while (p || !stack.empty())
{
if (p != NULL)
{
//存入栈中
stack.push(p);
//对树中的结点进行操作
operation1(p->data);
//遍历左子树
p = p->lchild;
}
else
{
//退栈
p = stack.top();
stack.pop();
//访问右子树
p = p->rchild;
}
}
}
//非递归中序遍历
void InOrder(BiTree T)
{
stack<BiTree> stack;
//p是遍历指针
BiTree p = T;
//p不为空或者栈不空时循环
while (p || !stack.empty())
{
if (p != NULL)
{
//存入栈中
stack.push(p);
//遍历左子树
p = p->lchild;
}
else
{
//退栈
p = stack.top();
operation1(p->data); //对树中的结点进行操作
stack.pop();
//访问右子树
p = p->rchild;
}
}
}
//非递归后序遍历
typedef struct BiTNodePost{
BiTree biTree;
char tag;
}BiTNodePost, *BiTreePost;
void PostOrder(BiTree T)
{
stack<BiTreePost> stack;
//p是遍历指针
BiTree p = T;
BiTreePost BT;
//栈不空或者p不空时循环
while (p != NULL || !stack.empty())
{
//遍历左子树
while (p != NULL)
{
BT = (BiTreePost)malloc(sizeof(BiTNodePost));
BT->biTree = p;
//访问过左子树
BT->tag = 'L';
stack.push(BT);
p = p->lchild;
}
//左右子树访问完毕访问根节点
while (!stack.empty() && (stack.top())->tag == 'R')
{
BT = stack.top();
//退栈
stack.pop();
BT->biTree;
cout<<" "<<BT->biTree->data<<" ";
}
//遍历右子树
if (!stack.empty())
{
BT = stack.top();
//访问过右子树
BT->tag = 'R';
p = BT->biTree;
p = p->rchild;
}
}
}
//层次遍历
void LevelOrder(BiTree T)
{
BiTree p = T;
queue<BiTree> queue;
//根节点入队
queue.push(p);
//队列不空循环
while (!queue.empty())
{
//对头元素出队
p = queue.front();
//访问p指向的结点
operation1(p->data);
//退出队列
queue.pop();
//左孩子不为空,将左孩子入队
if (p->lchild != NULL)
{
queue.push(p->lchild);
}
//右孩子不空,将右孩子入队
if (p->rchild != NULL)
{
queue.push(p->rchild);
}
}
}
int main()
{
int level = 1; //表层数
BiTree T = NULL;
cout << " 请以前序遍历的方式输入扩展二叉树:"; //类似输入AB#D##C##
CreateBiTree(&T);// 建立二叉树,没有树,怎么遍历
cout << " 递归前序遍历输出为:" << endl;
PreOrderTraverse(T, level);//进行前序遍历,其中operation1()和operation2()函数表示对遍历的结点数据进行的处理操作
cout << endl;
cout << " 递归中序遍历输出为:" << endl;
InOrderTraverse(T, level);
cout << endl;
cout << " 递归后序遍历输出为:" << endl;
PostOrderTraverse(T, level);
cout << endl;
cout<<" 非递归前序遍历输出为:"<<endl;
PreOrder(T);
cout<<endl;
cout<<" 非递归中序遍历输出为:"<<endl;
InOrder(T);
cout<<endl;
cout<<" 非递归后序遍历输出为:"<<endl;
PostOrder(T);
cout<<endl;
cout<<" 层序遍历输出为:"<<endl;
LevelOrder(T);
cout<<endl;
return 0;
}
operation1()函数运行结果为
operation2()函数运行结果为