c#实现二叉树+二叉树遍历彻底理解

本来只是一个复习的,但是为了能系统的理解性复习所以在此花了一段时间来写这个博文,同时为了贡献自己的知识,让那些初学者彻底理解递归调用,写了写自我的理解。一直受那句的影响:只有对一个知识和技术有足够的理解后,才能写出简单易懂的教程。

1.二叉树的实现

二叉树的插入:首先给一个初始节点,接下来:如果插入的节点比这个节点大,插入到树的左边,否则插入到树的右边,这是在左右节点为空的情况下。但是此时我们如果左边有节点怎么办,此时如果我们在Insert函数中再次调用Insert函数时,系统会执行进栈操作,系统会把当前的节点压入栈中,调用左孩子或者右孩子的Insert函数,所以如果一直有左孩子,会一直执行进栈操作直到没有判断的这个节点没有左孩子为止,这样就新建一个节点赋给这个节点的左孩子。二叉树的遍历:同插入类似:由于在主函数中初始的那个值作为根节点(那个t,它的值就是1),在遍历的时候首先判断它有没有左孩子,如果有左孩子就一直执行进栈操作,这样节点的打印操作都无法执行,但是一旦发现节点没有左孩子,就先执行一个打印操作,这样输出的树中最左边孩子节点的值,接着判断有没有右孩子如果有,就再次执行进栈操作,这样如果既没有左孩子右没有了右孩子就执行退栈操作。同时为了能使节点数据能用于比计较(可以想象成节点泛型数据是数值型数据集合)需要使数据类型继承IComparable接口(其实数值型数据能直接比较大小就是继承了这个接口)。

using System;
public class Tree<TItem> where TItem : IComparable<TItem>  //继承的这个接口用于通用比较
{
    public Tree(TItem nodeValue)
    {
        this.NodeData = nodeValue;//泛型数据
        this.LeftTree = null;   //左孩子
        this.RightTree = null;   //右孩子
    }

    public void Insert(TItem newItem)    //树的插入操作实现二叉排序树
    {
        TItem currentNodeValue = this.NodeData;
        if (currentNodeValue.CompareTo(newItem) > 0)
        {
            if (this.LeftTree == null)
            {
                this.LeftTree = new Tree<TItem>(newItem);

            }
            else
            {
                this.LeftTree.Insert(newItem);
            }

        }
        else
        {
            if (this.RightTree == null)
            {
                this.RightTree = new Tree<TItem>(newItem);
            }
            else
            {
                this.RightTree.Insert(newItem);
            }
        }

    }

    //以下执行左中右的遍历方式

    public void WalkTree()   //树的遍历
    {
        if (this.LeftTree != null)
        {
            this.LeftTree.WalkTree();
        }

        Console.WriteLine(this.NodeData.ToString());

        if (this.RightTree != null)
        {
            this.RightTree.WalkTree();
        }
    }


    private TItem NodeData;  //节点
    private Tree<TItem> LeftTree;  //左孩子
    private Tree<TItem> RightTree;  //右孩子

}

class Test
{
    public static void Main()
    {
        Tree<int> t = new Tree<int>(1);   //二叉树初始节点
        t.Insert(2);
        t.Insert(-1);
        t.Insert(3);
        t.Insert(-3);
        t.Insert(-2);
        t.WalkTree();//二叉树的遍历
    }
}

2.二叉树遍历的理解

如果对于上述遍历仍然不清楚可以看看下面对于二叉树的遍历理解

《c#实现二叉树+二叉树遍历彻底理解》

要想彻底的理解递归就必须对程序调用子程序的过程有所了解,也就是系统对程序点的压栈和出栈操作,在主程序调用子程序的时候,系统是将子程序的入口点做压栈操作,在调用完子程序后,系统执行退栈操作,继续从主程序的位置往下执行。如果子程序中还有子程序,就会多次执行压栈和退栈操作。如图左边是二叉树,右边是遍历代码。

首先判断根节点A的左子树是否为空,因为A有左子树所以执行代码1,这是相当于执行子程序了,系统为了保证程序能正常执行,需要现将1位置处的断点压栈,为的就是在执行完子程序后能让主程序继续执行,所以:我们可以想象系统在执行节点A时将代码1位置的断点压栈(我们在这里为了简单就说将A压栈),接着执行节点A的左子树B的遍历,由于节点B还是有左子树,所以继续将B压栈,由于D没有左子树,所以执行D层中的打印语句(也就是代码2),接着判断D有没有右子树,发现D没有右子树,于是系统开始出栈操作,这时的栈中有那些断点呢

栈:A B

B出栈,断点出栈后,程序是从断点的下一条指令开始执行,因为if语句中没有指令了,于是就从2开始执行,调用打印B的操作,接着由于B有右子树,所以开始执行3,此时再次将B层的这个断点压栈,去执行E层的代码,由于E没有左子树所以执行打印E的操作,同时E没有右孩子,所以退栈到B层,但是B层的下一条指令没有了,于是B层执行完了跳出B层回到A层,此时栈中保存的是A层的1处的断点,所以继续上面的思路执行A层的代码2打印A,接着由于A有右孩子,于是C进栈,和前面的思路一样,打印完F,退回到C层打印C,最后打印G,在G层执行完后退回到C层3处,同样C层没有可执行的代码跳出C层,继续退回到A层3出,A层3处的下一条指令也没有了,于是A层执行完跳出,至此栈中也空程序执行完毕。

    原文作者:jiajiadejiali21
    原文地址: https://blog.csdn.net/jialeheyeshu/article/details/52343791
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