二叉树:二叉树是一棵特殊的树,二叉树每个节点最多有两个孩子结点,分别称为左孩子和右孩子。
二叉树节点结构:
struct BinaryTreeNode{ T _data; //数据 BinaryTreeNode* _left; //指向左子树 BinaryTreeNode * _right; //指向右子树 BinaryTreeNode(const T& d) :_data(d) ,_left(NULL) ,_right(NULL) {}};
二叉树的创建:
Node* _CreateTree(const T* a, size_t size, size_t& index, const T& invilid){ Node* root = NULL; if(index_left = _CreateTree(a, size, ++index, invilid); //递归实现左子树 root->_right = _CreateTree(a, size, ++index, invilid); //递归实现右子树 } return root; //返回根节点}
前序遍历:
/* 前序遍历:根->左子树->右子树 */void _PrevOrder(Node* root){ if(root == NULL) { return; } cout<_data<<" "; //打印根节点数据 _PrevOrder(root->_left); //递归遍历左子树 _PrevOrder(root->_right); //递归遍历右子树}
中序遍历:
/* 中序遍历:左子树->根->右子树 */void _InOrder(Node* root){ if(root == NULL) { return; } _InOrder(root->_left); //递归遍历左子树 cout<_data<<" "; //打印根节点数据 _InOrder(root->_right); //递归遍历右子树}
后序遍历:
/* 后序遍历:左子树->右子树->根 */void _PostOrder(Node* root){ if(root == NULL) { return; } _PostOrder(root->_left); //递归遍历左子树 _PostOrder(root->_right); //递归遍历右子树 cout<_data<<" "; //打印根节点数据}
层次遍历:
/* 层次遍历:第一层->最后一层 */void _LevelOrder(Node* root){ queueqt; if(root == NULL) { return; } qt.push(root); //将根节点压到队列中 while(!qt.empty()) { /* 当根节点的左孩子不为空,就说明这一层还没有完全压入队列中 */ if(qt.front()->_left != NULL) { qt.push(qt.front()->_left); //将根节点左子树压到队列中 } /* 当根节点的右孩子不为空,就说明这一层还没有完全压入队列中 */ if(qt.front()->_right != NULL) { qt.push(qt.front()->_right); //将根节点右子树压到队列中 } cout< _data<<" "; //依次打印节点 qt.pop(); //将打印的节点出队列 }}
二叉树节点的个数 = 就是左子树节点个数加上右子树节点的个数再加上根节点
size_t _Size(Node* root){ if(root == NULL) { return 0; } return _Size(root->_left)+_Size(root->_right)+1;//左子树节点+右子树节点+根节点}
二叉树的深度 = 左子树 >= 右子树 ? 左子树+1, 右子树+1;
size_t _Depth(Node* root){ if(root == NULL) { return 0; } size_t LeftDepth = _Depth(root->_left); size_t RightDepth = _Depth(root->_right); if(LeftDepth >= RightDepth) { return LeftDepth+1; } else { return RightDepth+1; }}
二叉树叶子节点的个数 = 左子树的叶子节点 个数+ 右子树的叶子节点个数
size_t _LeafSize(Node* root){ if(root == NULL) { return 0; } if(root->_left == NULL && root->_right == NULL) //只有根节点 { return 1; } return _LeafSize(root->_left)+_LeafSize(root->_right);}
整体代码:
#include#include using namespace std;template struct BinaryTreeNode{ T _data; //数据域 BinaryTreeNode * _left; //指向左子树 BinaryTreeNode * _right; //指向右子树 BinaryTreeNode(const T& d) :_data(d) ,_left(NULL) ,_right(NULL) {}};template class BinaryTree{ typedef BinaryTreeNode Node; //类型重命名,方便后面使用public: BinaryTree() :_root(NULL) {} BinaryTree(const T* a, size_t size, const T& invilid) :_root(NULL) { size_t index = 0; _root = _CreateTree(a, size, index, invilid); } BinaryTree (const BinaryTree& tree) { _root = _Copy(tree._root); } BinaryTree& operator= (BinaryTree tree) //现代式写法 { swap(_root, tree._root); return *this; } ~BinaryTree() { if(_root != NULL) { _Destroy(_root); } }public: void PrevOrder() { _PrevOrder(_root); cout< _left)+_Size(root->_right)+1; } size_t _Depth(Node* root) { if(root == NULL) { return 0; } size_t LeftDepth = _Depth(root->_left); size_t RightDepth = _Depth(root->_right); if(LeftDepth >= RightDepth) { return LeftDepth+1; } else { return RightDepth+1; } } size_t _LeafSize(Node* root) { if(root == NULL) { return 0; } if(root->_left == NULL && root->_right == NULL) { return 1; } return _LeafSize(root->_left)+_LeafSize(root->_right); }protected: /* 前序遍历:根->左子树->右子树 */ void _PrevOrder(Node* root) { if(root == NULL) { return; } cout< _data<<" "; //打印根节点数据 _PrevOrder(root->_left); //递归遍历左子树 _PrevOrder(root->_right); //递归遍历右子树 } /* 中序遍历:左子树->根->右子树 */ void _InOrder(Node* root) { if(root == NULL) { return; } _InOrder(root->_left); //递归遍历左子树 cout< _data<<" "; //打印根节点数据 _InOrder(root->_right); //递归遍历右子树 } /* 后序遍历:左子树->右子树->根 */ void _PostOrder(Node* root) { if(root == NULL) { return; } _PostOrder(root->_left); //递归遍历左子树 _PostOrder(root->_right); //递归遍历右子树 cout< _data<<" "; //打印根节点数据 } /* 层次遍历:第一层->最后一层 */ void _LevelOrder(Node* root) { queue qt; if(root == NULL) { return; } qt.push(root); while(!qt.empty()) { if(qt.front()->_left != NULL) { qt.push(qt.front()->_left); } if(qt.front()->_right != NULL) { qt.push(qt.front()->_right); } cout< _data<<" "; qt.pop(); } }protected: Node* _Copy(Node* root) { if(root == NULL) { return NULL; } Node* NewRoot = new Node(root->_data); //创建新的根节点 Node* NewCur = NewRoot; NewCur->_left = _Copy(root->_left); NewCur->_right = _Copy(root->_right); return NewRoot; } void _Destroy(Node* root) { if(root == NULL) { return; } if(root->_left == NULL && root->_right == NULL) { delete root; root = NULL; return; } _Destroy(root->_left); _Destroy(root->_right); } Node* _CreateTree(const T* a, size_t size, size_t& index, const T& invilid) { Node* root = NULL; if(index _left = _CreateTree(a, size, ++index, invilid);//递归实现左子树 root->_right = _CreateTree(a, size, ++index, invilid);//递归实现右子树 } return root; //返回根节点 }protected: Node* _root; //根节点};int main(){ Test(); system("pause"); return 0;}
测试结构:
测试代码:
void Test(){ int array[10] = {1, 2, 3, '#', '#', 4, '#' , '#', 5, 6}; BinaryTree tree(array, 10, '#'); tree.PrevOrder(); tree.InOrder(); tree.PostOrder(); tree.LevelOrder(); BinaryTree tree2(tree); tree2.PrevOrder(); BinaryTree tree3 = tree2; tree3.PrevOrder();}
测试结果: