先序遍歷二叉樹的非遞歸演算法
⑴ 二叉樹先序非遞歸遍歷C語言演算法
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#define STACK_INIT_SIZE 10 //棧的初始長度
#define STACKINCREMENT 5 //棧的追加長度
typedef struct bitree{
char data;
struct bitree *lchild,*rchild;
}bitree; //二叉樹結點定義
typedef struct {
bitree **base;
bitree **top;
int stacksize;
}sqstack; // 鏈棧結點定則寬義top棧頂 base棧底 且棧元素是指向二叉樹結點的二級指針
//建立一個空棧
int initstack(sqstack *s)
{s->base=(bitree *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(bitree)); //棧底指向開辟空間
if(!s->base) exit(1); //拋出異常
s->top=s->base; //棧頂=棧尾 表示棧空
s->stacksize=STACK_INIT_SIZE; //棧長度為開辟空間大小
return 1;
}
//進棧
int push(sqstack *s,bitree *e)
{if(s->top-s->base>=s->stacksize) //如果棧滿 追加開辟空間
{s->base=(bitree *)realloc (s->base,(s->stacksize+STACKINCREMENT)* sizeof(bitree));
if(!s->base) exit(1); //拋出異常
s->top=s->純盯枯base+s->stacksize; //感覺這一句沒用
s->stacksize+=STACKINCREMENT;}
*(s->top)=e;s->top++; //進棧 棧頂後移
return 1;
}
//出棧
int pop(sqstack *s,bitree **e)
{if(s->top==s->base) return 0; //棧空 返回0
--s->top;*e=*(s->top); //做洞棧頂前移 取出棧頂元素給e
return 1;}
//取棧頂
int gettop(sqstack *s,bitree **e) //去棧頂元素 注意top指向的是棧頂的後一個
{if(s->top==s->base) return 0; //所以 s->top-1
*e=*(s->top-1);
return 1;
}
/*------------------------非遞歸-----先序建立二叉樹----------------------------------*/
bitree *createprebitree()
{char ch;bitree *ht,*p,*q;
sqstack *s;
s=malloc(sizeof(bitree)); //加上這一句為s 初始化開辟空間
ch=getchar();
if(ch!='#'&&ch!='\n') /* 輸入二叉樹先序順序 是以完全二叉樹的先序順序
不是完全二叉樹的把沒有的結點以#表示 */
{ht=(bitree *)malloc(sizeof(bitree));
ht->data=ch;
ht->lchild=ht->rchild=NULL;
p=ht;
initstack(s);
push(s,ht); //根節點進棧
while((ch=getchar())!='\n') // 算
{if(ch!='#') {q=(bitree *)malloc(sizeof(bitree)); // 法
q->data=ch; //
if(p==*(s->top-1)) p->lchild=q; // 核
else p->rchild=q; //
push(s,q);p=q; // 心
} //
else {if(p==*(s->top-1)) p->lchild=NULL; // 的
else p->rchild=NULL; //
pop(s,&p);} // 步
//
} // 驟
return ht;
}
else return NULL;
}
/*--------------------------遞歸---------先序建立二叉樹-------------------------------*/
void CreateBiTree(bitree **T) {
//按先序次序輸入二叉樹中的結點的值（一個字元），空格字元表示空樹，
//構造二叉鏈表表示二叉樹
char ch;
scanf("%c",&ch);
if(ch=='#') *T=NULL;
else{
*T=(bitree * )malloc(sizeof(bitree));
if(!*T) exit(1);
(*T)->data=ch; //生成根結點
CreateBiTree(&(*T)->lchild); //構造左子樹
CreateBiTree(&(*T)->rchild); //構造右子樹
}
}
/*--------------------------非遞歸-------中序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------遞歸---------中序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------非遞歸-------後序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------遞歸---------後序建立二叉樹-------------------------------*/
/*-----------------------非遞歸------先序輸出二叉樹------------------------------*/
void preordertraverse(bitree *h)
{sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {push(&m,h);printf("%c",h->data);h=h->lchild;}
else{pop(&m,&h);
h=h->rchild;}
}
}
/*------------------------非遞歸-----中序輸出二叉樹----------------------------*/
void inordertraverse(bitree *h)
{sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {push(&m,h);h=h->lchild;}
else {
pop(&m,&h);
printf("%c",h->data);
h=h->rchild;
}
}
}
/*---------------------非遞歸----後序遍歷二叉樹----------------------------------*/
void postordertraverse(bitree *h)
{
sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {
push(&m,h);
h=h->lchild;}
else {
bitree *r; //使用r結點表示訪問了右子樹 代替標志域
gettop(&m,&h);
if(h->rchild&&h->rchild!=r)
{h=h->rchild;
push(&m,h);
h=h->lchild;}
else{pop(&m,&h);
printf("%c",h->data);
r=h;h=NULL;}
}
}
}
//層次遍歷二叉樹 用隊列 哈哈以後做
/*-------------------------------主過程-------------------------------*/
int main()
{bitree *ht;
printf("先序非遞歸建立一個二叉樹:");
if((ht=createprebitree())!=NULL) //非遞歸建立
//CreateBiTree(&ht);
//if(ht!=NULL) //遞歸建立
{
printf("先序遍歷輸出二叉樹:");
preordertraverse(ht);
putchar('\n');
printf("中序遍歷輸出二叉樹:");
inordertraverse(ht);
putchar('\n');
printf("後序遍歷輸出二叉樹:");
postordertraverse(ht);
putchar('\n');
}
else printf("空二叉樹\n");
}
⑵ 先序遍歷二叉樹的非遞歸演算法
InitStack(S);//初始化棧
p=T;//取棧頂
while(P||!StackEmpty(S)){ //P存在或者棧非空
if(p) { //p非空，即左子樹或者右子樹存在
Push(S,p); //將左子樹入棧
p=p->lchild; //取下一個左子樹
}
else{
Pop(S,p); //出棧，相當於先序遍歷了，因為左子樹都TMD入棧了，現在反向輸出
p=p->rchild; //彈出一個左子樹，就同時取其右子樹右子樹，然後又跳到這個if的最開頭那裡，p存在的那個分支。接下來再取右子樹的左子樹
}
}
//其實，用遞歸也許你更能理解一些。但是，遞歸本質上也是壓棧，只不過是程序壓棧，還不如這個效率高
⑶ 二叉樹先序遍歷遞歸演算法和非遞歸演算法本質區別
在前面一文，說過二叉樹的遞歸遍歷演算法（二叉樹先根（先序）遍歷的改進），此文主要講二叉樹的非遞歸演算法，採用棧結構
總結先根遍歷得到的非遞歸演算法思想如下：
1）入棧，主要是先頭結點入棧，然後visit此結點
2）while，循環遍歷當前結點，直至左孩子沒有結點
3）if結點的右孩子為真，轉入1）繼續遍歷，否則退出當前結點轉入父母結點遍歷轉入1）
先看符合此思想的演算法：
[cpp] view plain print?
int (const BiTree &T, int (*VisitNode)(TElemType data))
{
if (T == NULL)
{
return -1;
}
BiTNode *pBiNode = T;
SqStack S;
InitStack(&S);
Push(&S, (SElemType)T);
while (!IsStackEmpty(S))
{
while (pBiNode)
{
VisitNode(pBiNode->data);
if (pBiNode != T)
{
Push(&S, (SElemType)pBiNode);
}
pBiNode = pBiNode->lchild;
}
if(pBiNode == NULL)
{
Pop(&S, (SElemType*)&pBiNode);
}
if ( pBiNode->rchild == NULL)
{
Pop(&S, (SElemType*)&pBiNode); //如果此時棧已空，就有問題
}
pBiNode = pBiNode->rchild;
}
return 0;
}
⑷ 二叉樹的遍歷非遞歸演算法中應注意哪些問題
先序非遞歸演算法
【思路】
假設：T是要遍歷樹的根指針，若T
!=
NULL
對於非遞歸演算法，引入棧模擬遞歸工作棧，初始時棧為空指灶握。
問題：如何用棧來保存信息，使得在先序遍歷過左子樹後唯慶，能利用棧頂信息獲取T的右子樹的根指針？
方法1：訪問T->data後，將T入棧，遍歷左子樹；遍歷完左子樹返回時，棧頂元素應為T，出棧，再先序遍歷T的右子樹。
方法2：訪問T->data後，將T->rchild入棧，遍歷左子樹；遍歷完左子樹返回時，棧頂元素應為T->rchild，出棧，遍歷以該指針為根的子樹。
【演算法1】
void
PreOrder(BiTree
T,
Status
(
*Visit
)
(ElemType
e))
{
//
基於方法一，流程圖如右，當型循環辯帆
InitStack(S);
while
(
T!=NULL
||
!StackEmpty(S)){
while
(
T
!=
NULL
){
Visit(T->data)
;
Push(S,T);
T
=
T->lchild;
}
if(
!StackEmpty(S)
){
Pop(S,T);
T
=
T->rchild;
}
}
}
【演算法2】
void
PreOrder(BiTree
T,
Status
(
*Visit
)
(ElemType
e))
{
//
基於方法二，流程圖如右，當型循環
InitStack(S);
while
(
T!=NULL
||
!StackEmpty(S)
){
while
(
T
!=
NULL
){
Visit(T->data);
Push(S,
T->rchild);
T
=
T->lchild;
}
if
(
!StackEmpty(S)
){
Pop(S,T);
}
}
}
進一步考慮：對於處理流程中的循環體的直到型、當型+直到型的實現。
中序非遞歸演算法
【思路】
T是要遍歷樹的根指針，中序遍歷要求在遍歷完左子樹後，訪問根，再遍歷右子樹。
問題：如何用棧來保存信息，使得在中序遍歷過左子樹後，能利用棧頂信息獲取T指針？
方法：先將T入棧，遍歷左子樹；遍歷完左子樹返回時，棧頂元素應為T，出棧，訪問T->data，再中序遍歷T的右子樹。
【演算法】
void
InOrder(BiTree
T,
Status
(
*Visit
)
(ElemType
e))
{
//
流程圖如右，當型循環
InitStack(S);
while
(
T!=NULL
||
!StackEmpty(S)
){
while
(
T
!=
NULL
){
Push(S,T);
T
=
T->lchild;
}
if(
!StackEmpty(S)
){
Pop(S,
T);
Visit(T->data);
T
=
T->rchild;
}
}
}
進一步考慮：對於處理流程中的循環體的直到型、當型+直到型的實現。
後序非遞歸演算法
【思路】
T是要遍歷樹的根指針，後序遍歷要求在遍歷完左右子樹後，再訪問根。需要判斷根結點的左右子樹是否均遍歷過。
可採用標記法，結點入棧時，配一個標志tag一同入棧(0：遍歷左子樹前的現場保護，1：遍歷右子樹前的現場保護)。
首先將T和tag(為0)入棧，遍歷左子樹；返回後，修改棧頂tag為1，遍歷右子樹；最後訪問根結點。
typedef
struct
stackElement{
Bitree
data;
char
tag;
}stackElemType;
【演算法】
void
PostOrder(BiTree
T,
Status
(
*Visit
)
(ElemType
e))
{
//
流程圖如右，當型循環
InitStack(S);
while
(
T!=NULL
||
!StackEmpty(S)
){
while
(
T
!=
NULL
){
Push(S,T,0);
T
=
T->lchild;
}
while
(
!StackEmpty(S)
&&
GetTopTag(S)==1){
Pop(S,
T);
Visit(T->data);
}
if
(
!StackEmpty(S)
){
SetTopTag(S,
1);
//
設置棧頂標記
T
=
GetTopPointer(S);
//
取棧頂保存的指針
T
=
T->rchild;
}else
break;
}
}
⑸ 二叉樹的非遞歸遍歷
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#include<math.h>
typedef struct BiTNode
{
int data;
BiTNode *lchild,*rchild; // 左右孩子指針
}BiTNode,*BiTree;
void visit(int e)
{
printf("->%d",e);
}
void InitBiTree(BiTree &T)// 操作結果：構造空二叉樹T
{
T=NULL;
}
void CreateBiTree(BiTree &T)
//按先序次序輸入二叉樹中結點的值,構造二叉鏈表表示的二叉樹T。變數Nil表示空(子)樹。
{
int number;
scanf("%d",&number); // 輸入結點的值
if(number==0) // 結點的值為空
T=NULL;
else
{
T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); // 生成根結點
if(!T)
exit(OVERFLOW);
T->data=number; // 將值賦給T所指結點
CreateBiTree(T->lchild); // 遞歸構造左子樹
CreateBiTree(T->rchild); // 遞歸構造右子樹
}
}
void DestroyBiTree(BiTree &T)// 初始條件：二叉樹T存在。操作結果：銷毀二叉樹T
{
if(T) // 非空樹
{
DestroyBiTree(T->lchild); // 遞歸銷毀左子樹，如無左子樹，則不執行任何操作
DestroyBiTree(T->rchild); // 遞歸銷毀右子樹，如無右子樹，則不執行任何操作
free(T); // 釋放根結點
T=NULL; // 空指針賦0
}
}
void PreOrderTraverse(BiTree T,void(*Visit)(int))
//二叉樹T存在，Visit是對結點操作的應用函數,先序遞歸遍歷T，對每個結點調用函數Visit一次且僅一次
{
if(T) //T不為空時遍歷
{
Visit(T->data); // 先訪問根結點
PreOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 再先序遍歷左子樹
PreOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 最後先序遍歷右子樹
}
}
void InOrderTraverse(BiTree T,void(*Visit)(int))
//二叉樹T存在，Visit是對結點操作的應用函數，中序遞歸遍歷T，對每個結點調用函數Visit一次且僅一次
{
if(T)
{ InOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 先中序遍歷左子樹
Visit(T->data); // 再訪問根結點
InOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 最後中序遍歷右子樹
}
}
void PostOrderTraverse(BiTree T,void(*Visit)(int))
// 二叉樹T存在，Visit是對結點操作的應用函數，後序遞歸遍歷T，對每個結點調用函數Visit一次且僅一次
{
if(T) // T不空
{ PostOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 先後序遍歷左子樹
PostOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 再後序遍歷右子樹
Visit(T->data); // 最後訪問根結點
}
}
void main()
{
char m;
BiTree T;
InitBiTree(T); // 初始化二叉樹T
do{
printf("\n");
printf("##################二叉樹的基本操作###########################\n");
printf("×××××××××1.二叉樹的創建××××××××××××××\n");
printf("×××××××××2.先序遞歸遍歷二叉樹×××××××××××\n");
printf("×××××××××3.中序遞歸遍歷二叉樹×××××××××××\n");
printf("×××××××××4.後序遞歸遍歷二叉樹×××××××××××\n");
printf("×××××××××5.退出程序××××××××××××××××\n");
printf("#############################################################\n");
printf("請輸入你的選擇:");
scanf("%c",&m);
switch(m) {
case '1':
printf("按先序次序輸入二叉樹中結點的值,輸入0表示節點為空，如：（1 2 3 0 0 4 5 0 6 0 0 7 0 0 0）\n");
printf("\n請按先序次序輸入二叉樹中結點的值：");
CreateBiTree(T); // 建立二叉樹T
break;
case '2':
printf("先序遞歸遍歷二叉樹： ");
PreOrderTraverse(T,visit); // 先序遞歸遍歷二叉樹T
break;
case '3':
printf("\n中序遞歸遍歷二叉樹： ");
InOrderTraverse(T,visit); // 中序遞歸遍歷二叉樹T
break;
case '4':
printf(" \n後序遞歸遍歷二叉樹：");
PostOrderTraverse(T,visit); // 後序遞歸遍歷二叉樹T
break;
case '5':break;
default:
printf("輸入的字元不對，請重新輸入!");
break;
}
getchar();
}while(m!='5');
}
⑹ 二叉樹先序非遞歸遍歷C語言演算法
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#define STACK_INIT_SIZE 10 //棧的初始長度
#define STACKINCREMENT 5 //棧的追加長度
typedef struct bitree{
char data;
struct bitree *lchild,*rchild;
}bitree; //二叉樹結點定義
typedef struct {
bitree **base;
bitree **top;
int stacksize;
}sqstack; // 鏈棧結點定義top棧頂 base棧底 且棧元素是指向二叉樹結點的二級指針
//建立一個空棧
int initstack(sqstack *s)
{s->base=(bitree *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(bitree)); //棧底指向開辟空間
if(!s->base) exit(1); //拋出異常
s->top=s->base; //棧頂=棧尾 表示棧空
s->stacksize=STACK_INIT_SIZE; //棧長度為開辟空間大小
return 1;
}
//進棧
int push(sqstack *s,bitree *e)
{if(s->top-s->base>=s->stacksize) //如果棧滿 追加開辟空間
{s->base=(bitree *)realloc (s->base,(s->stacksize+STACKINCREMENT)* sizeof(bitree));
if(!s->base) exit(1); //拋出異常
s->top=s->base+s->stacksize; //感覺這一句沒用
s->stacksize+=STACKINCREMENT;}
*(s->top)=e;s->top++; //進棧 棧頂後移
return 1;
}
//出棧
int pop(sqstack *s,bitree **e)
{if(s->top==s->base) return 0; //棧空 返回0
--s->top;*e=*(s->top); //棧頂前移 取出棧頂元素給e
return 1;}
//取棧頂
int gettop(sqstack *s,bitree **e) //去棧頂元素 注意top指向的是棧頂的後一個
{if(s->top==s->base) return 0; //所以 s->top-1
*e=*(s->top-1);
return 1;
}
/*------------------------非遞歸-----先序建立二叉樹----------------------------------*/
bitree *createprebitree()
{char ch;bitree *ht,*p,*q;
sqstack *s;
s=malloc(sizeof(bitree)); //加上這一句為s 初始化開辟空間
ch=getchar();
if(ch!='#'&&ch!='\n') /* 輸入二叉樹先序順序 是以完全二叉樹的先序順序
不是完全二叉樹的把沒有的結點以#表示 */
{ht=(bitree *)malloc(sizeof(bitree));
ht->data=ch;
ht->lchild=ht->rchild=NULL;
p=ht;
initstack(s);
push(s,ht); //根節點進棧
while((ch=getchar())!='\n') // 算
{if(ch!='#') {q=(bitree *)malloc(sizeof(bitree)); // 法
q->data=ch; //
if(p==*(s->top-1)) p->lchild=q; // 核
else p->rchild=q; //
push(s,q);p=q; // 心
} //
else {if(p==*(s->top-1)) p->lchild=NULL; // 的
else p->rchild=NULL; //
pop(s,&p);} // 步
//
} // 驟
return ht;
}
else return NULL;
}
/*--------------------------遞歸---------先序建立二叉樹-------------------------------*/
void CreateBiTree(bitree **T) {
//按先序次序輸入二叉樹中的結點的值（一個字元），空格字元表示空樹，
//構造二叉鏈表表示二叉樹
char ch;
scanf("%c",&ch);
if(ch=='#') *T=NULL;
else{
*T=(bitree * )malloc(sizeof(bitree));
if(!*T) exit(1);
(*T)->data=ch; //生成根結點
CreateBiTree(&(*T)->lchild); //構造左子樹
CreateBiTree(&(*T)->rchild); //構造右子樹
}
}
/*--------------------------非遞歸-------中序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------遞歸---------中序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------非遞歸-------後序建立二叉樹-------------------------------*/
/*--------------------------遞歸---------後序建立二叉樹-------------------------------*/
/*-----------------------非遞歸------先序輸出二叉樹------------------------------*/
void preordertraverse(bitree *h)
{sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {push(&m,h);printf("%c",h->data);h=h->lchild;}
else{pop(&m,&h);
h=h->rchild;}
}
}
/*------------------------非遞歸-----中序輸出二叉樹----------------------------*/
void inordertraverse(bitree *h)
{sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {push(&m,h);h=h->lchild;}
else {
pop(&m,&h);
printf("%c",h->data);
h=h->rchild;
}
}
}
/*---------------------非遞歸----後序遍歷二叉樹----------------------------------*/
void postordertraverse(bitree *h)
{
sqstack m;
initstack(&m);
while(h||m.base!=m.top)
{if(h) {
push(&m,h);
h=h->lchild;}
else {
bitree *r; //使用r結點表示訪問了右子樹 代替標志域
gettop(&m,&h);
if(h->rchild&&h->rchild!=r)
{h=h->rchild;
push(&m,h);
h=h->lchild;}
else{pop(&m,&h);
printf("%c",h->data);
r=h;h=NULL;}
}
}
}
//層次遍歷二叉樹 用隊列 哈哈以後做
/*-------------------------------主過程-------------------------------*/
int main()
{bitree *ht;
printf("先序非遞歸建立一個二叉樹:");
if((ht=createprebitree())!=NULL) //非遞歸建立
//CreateBiTree(&ht);
//if(ht!=NULL) //遞歸建立
{
printf("先序遍歷輸出二叉樹:");
preordertraverse(ht);
putchar('\n');
printf("中序遍歷輸出二叉樹:");
inordertraverse(ht);
putchar('\n');
printf("後序遍歷輸出二叉樹:");
postordertraverse(ht);
putchar('\n');
}
else printf("空二叉樹\n");
}