常见遍历方式有四种,先序、中序、后序、层次遍历。
1. 先中后序遍历(递归)
void preOrder(tree t)
{
if(t != NULL)
{
visit(t);
preOrder(t->lchild);
preOrder(t->rchild);
}
}
先中后,不过是调整了visit的顺序而已。
2. 先中序遍历(非递归)
void InOrder2(tree t)
{
InitStack(s);
tree p = t;
while(!p || !IsEmpty(s))
{
if(p)
{
push(s,p);
p = p->lchild;
}
else
{
pop(s,p);
visit(p);
p = p->rchlid;
}
}
}
无论前序还是中序,结点指针的顺序都是
- 指向根结点,入栈
- 不断指向左孩子,入栈(此时访问结点,前序)
- 直到为空
- 指向通过出栈结点,指向双亲(此时访问结点,中序)
- 指向右孩子
不断重复上述过程,
直到指向二叉树右子树最下层的最右的结点,此时由于不用指向双亲,因此临时保存双亲结点的栈已经为空。
再指向这个结点的右孩子(栈依旧为空),其右孩子也为空,因此满足退出循环。
从微观角度来看
指针指向一个结点
如果要访问其左孩子(左孩子不为空时就要访问),则要保存该结点(入栈)
以备指针指向该结点(出栈),以访问其右孩子
每一个分支,都要先指向双亲结点,
然后指向它的左孩子(也许要遍历左子树),
然后回头指向双亲结点,
接着指向它的右孩子(也许要遍历右子树)
前序,中序的区别在于
前序是第一次指向结点时,访问结点
中序是指针指向结点的左孩子,通过出栈,指针重新指向结点时,访问结点
3. 后序非递归
后序遍历方式依旧使用栈,分析可得遍历流程为:
I. 指针指向根结点,找到其左孩子
II. 指针指向其左孩子,访问左子树
III. 指针指向其右孩子,访问右子树
IV. 指针指向结点,访问
V. 指针指向其双亲结点
入栈规则:结点入栈,左子树入栈,所有左子树出栈后,结点右子树进栈。
出栈规则:结点为叶子节点,立即出栈;结点的左右孩子均被访问过。
一个子树的根结点在这个过程中总共被指针指向过三次,第一次通过其访问其左孩子,第二次通过其访问其右孩子,最后一次访问该结点。
如何判断是第几次指向结点以确定该如何操作是问题关键。
方法有两种:
(1) 保留指向上一次出栈结点的指针
若其等于栈顶结点的左孩子,则表明左子树遍历完成,开始遍历右子树
若其等于栈顶结点的右孩子,则表明现结点的左右子树都遍历完毕,可以出栈
如果都不是,指针指向栈顶左孩子,并入栈
(2) 创建一个tag栈,记录s栈中结点被访问的次数,每次只处理栈顶结点。
根结点入栈,tag为0,则开始遍历左子树,且tag++
tag为1,则开始遍历右子树,且tag++
tag为2,则代表已经遍历完左右子树,将结点,以及tag出栈
void traverse(tree t)
{
initStack(s);
initStack(tag);
tree p = t;
push(p,s);
push(0,tag);
while(!IsEmpty(s))
{
switch(tag[top])
{
case 0:
{
tag[top]++;
p = getTop(s)->lchild;
if(p)
{
push(p,s);
push(0,tag);
}
}
case 1:
{
tag[top]++;
p = getTop(s)->rchild;
if(p)
{
push(p,s);
push(0,tag);
}
}
case 2:
{
visit(s[top]);
pop(s);
pop(tag);
}
}
}
}
(3) 双栈法
- 根结点进入s1
- 根结点出栈,进入s2
- 根结点的左结点进入s1,右结点进入s1
- 右结点出栈,进入s2
- 左结点出栈,进入s2
因此,进入s2的顺序是,根结点,右结点,左结点
出栈的顺序,左结点,右结点,根结点
void PostTraverse(BiTree T){
BiTree root = T ;
SqStack S1,S2; //辅助栈,S1用来存储树入栈,S2用来存储后序遍历序列
//初始化
InitStack(S1);
InitStack(S2) ;
Push(S1,root); //1.首先根节点入栈
while(!isEmpty(S1)){ //当栈S1不为空时:1.先S1出栈 2.将从S1出栈的栈顶元素入栈S2
BiTree P=Pop(S1);
Push(S2,P);
if(P->lchild !=NULL) Push(S1,P->lchild);
if(P->rchild !=NULL) Push(S1,P->rchild) ;
}
while(!isEmpty(S2)){
printf("%c",(*(--S2.top))->data);
}
}