分享

二叉树 非递归遍历 栈实现(前、中后序)

 happy123god 2012-04-10
二叉树 非递归遍历 栈实现(前、中后序)

数据结构课程

今天把二叉树非递归遍历实现了 后序有点难度 呵呵

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct BitNode
{
char data;
BitNode *lchild,*rchild;
int ltag,rtag;
}BitNode,*BitTree,ElemType;         //树结构体定义

typedef struct node
{
ElemType stack;
struct node *next;
}linkstack;             //栈结构体定义

int initstack(linkstack **s)//初始化一个带头结点空栈
{
*s=(linkstack *)malloc(sizeof(linkstack));
if(*s==NULL)exit(-1);
(*s)->next=NULL;
return 1;
}

int push(linkstack *s,ElemType *x)//入栈操作,将x数据元素插入栈s中,使x成为新栈顶元素
{
linkstack *p,*q;
q=s;
p=(linkstack *)malloc(sizeof(linkstack));
if(!p)exit(-1);
p->stack=*x;
p->next=NULL;
while(q->next)
   q=q->next;
q->next=p;
return 1;

/////////////////////////////////////////////////
//因为非递归遍历算法 调用栈不需要 全部出栈
//进栈链表实现 真正算法为
// q->stack=*x;
// q->next=S->next;
// S->next=q;
////////////////////////////////////////////////

int pop(linkstack *s,ElemType *e)//出栈操作,先将栈s栈顶结点值送到e所指向内存单元,然后删除栈顶结点
{
linkstack *p,*q;
p=s;
if(s->next==NULL)return 0;
while(p->next)
{
   q=p;
   p=p->next;
}
q->next=NULL;
*e=p->stack;
free(p);
return 1;
}

int emptystack(linkstack *s)//判断栈是否为空
{
if(s->next==NULL)return 1;
else return 0;
}

int gettop(linkstack *s,ElemType *e)
{
linkstack *p,*q; 
p=s;
if(s->next==NULL)return 0;
while(p->next)
{
   q=p;
   p=p->next;
}
*e=p->stack;
return 1;
}

BitTree CreateBiTree()
{
BitTree bt;
char x;
x=getchar();
if(x=='#') bt=NULL;
else
{
   bt=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
   bt->data=x;
   bt->lchild=NULL;
   bt->rchild=NULL;
   bt->lchild=CreateBiTree();
   bt->rchild=CreateBiTree();
}
return bt;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Comment:非递归先序遍历 二叉树
//Algorithm:沿着左指针访问沿途经过根节点,同时将右指针进栈,以便在递归访
//问左子树完成后能得到右子树根节点地址,如此重复进行,直到栈空。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void PreOrderBiTree(BitTree T)
{
linkstack *S;
BitTree p,q;
q=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
initstack(&S);
p=T;
while(p||!emptystack(S))
{
   while (p)
   {
    printf("%c ",p->data);
    push(S,p);
    p=p->lchild;
   }
   if(pop(S,q))
    p=q->rchild;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Comment:非递归中序遍历 二叉树
//Algorithm:先沿着左指针走到二叉树中最左下结点,即左指针为空结点,将沿
//途经过根节点,指针进栈。当左指针为空时,从栈中取出根节点访问,然后再跳
//到右子树上。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void InOrderBiTree(BitTree T)
{
linkstack *S;
BitTree p,q;
q=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
initstack(&S);
p=T;
while (p||!emptystack(S))
{
   while (p)
   {
    push(S,p);
    p=p->lchild;
   }
   pop(S,q);
   printf("%c",q->data);
   p=q->rchild;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Comment:非递归后续遍历 二叉树
//Algorithm:先沿着左指针走到二叉树中最左下结点,将沿途经过根节点指针进
//栈,若右子树为空,则弹栈并访问根节点,否则,跳到右子树上。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void PostOrderBiTree(BitTree T)
{
    linkstack *S;
    BitTree p,q;
    char flag;//标记访问过节点
    initstack(&S);
    q=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
    p=T;
    while (p||!emptystack(S))
    {
        if(p!=q)
        {
            while(p)                                                  //当子树p不为空时 进栈
            {
                push(S,p);                                              
                if(p->lchild)p=p->lchild;                       //不为空 后移指向左子树
                else p=p->rchild;                                //为空指向 右子树
            }
        }
        if (emptystack(S))break;                       
        gettop(S,q);
        if(q->rchild==p)                                        //判断是 遍历过 右子树 如遍历过右子树 说明该遍历根子树
        {
            p=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
            pop(S,p);
            printf("%c",p->data);
            p=q;
            flag = p->data;                                   //记录 遍历过子树
        }
        else
        {
            p=q->rchild;
            if (flag == p->data)//如果根节点右子树刚刚访问完成,那么打印根节点。
            {
                p=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
                pop(S,p);
                printf("%c",p->data);
                p=q;
                flag = p->data;
            }
        }
  
    }
}


二叉树的前序、中序、后序非递归遍历(转)  

 在CU的blog中看到这篇还不错的文章,故转来拜读。
作者的后序遍历写的不错,用栈加上遍历指针,这样就不需要修改结点的数据结构了。赞一个~

这里是源地址。
http://blog./space.php?uid=20775243&do=blog&id=2554952
/*
 * Description:
 *           二叉搜索树的相关操作(创建,插入节点,前、中、后序递归和非递归遍历二叉树)
 * Author  :FinL
 * Language: C
 * Date    : 2010-08-29
 */

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct Node{
int data;
Node *leftchild;
Node *rightchild;
}Node;


/*
 初始化一棵二叉树排序树。
*/
void InitBinaryTree(Node**root,int elem)
{
*root=(Node*)malloc(sizeof(Node));
if(!(*root))
{
printf("Memory allocation for root failed.\n");
return;
}
(*root)->data=elem;
(*root)->leftchild=NULL;
(*root)->rightchild=NULL;
}

/*
 向二叉树排序树中插入结点。
*/
void InsertNode(Node *root,int elem)
{
Node *newnode=NULL;
Node *p=root,*last_p=NULL;

newnode=(Node*)malloc(sizeof(Node));
if(!newnode)
{
printf("Memory allocation for newnode failed.\n");
return;
}
newnode->data=elem;
newnode->leftchild=NULL;
newnode->rightchild=NULL;

while(NULL!=p)
{
last_p=p;
if(newnode->data<p->data)
{
p=p->leftchild;
}
else if(newnode->data>p->data)
{
p=p->rightchild;
}
else
{
printf("Node to be inserted has existed.\n");
free(newnode);
return;
}
}
p=last_p;
if(newnode->data<p->data)
{
p->leftchild=newnode;
}
else
{
p->rightchild=newnode;
}
}

/*
 创建一棵二叉树排序树。
*/
void CreatBinarySearchTree(Node **root,int data[],int num)
{
int i;

for(i=0;i<num;i++)
{
if(NULL==*root)
{
InitBinaryTree(root,data[i]);
}
else
{
InsertNode(*root,data[i]);
}
}
}


/*
 前序遍历二叉树,递归方法。
*/
void PreOrderRec(Node *root)
{
if(NULL!=root)
{
printf("%d  ",root->data);
PreOrderRec(root->leftchild);
PreOrderRec(root->rightchild);
}
}


/*
 前序遍历二叉树,非递归方法。
*/
void PreOrderNoRec(Node *root)
{
Node *p=root;
Node *stack[30];
int num=0;
while(NULL!=p||num>0)
{
while(NULL!=p)
{
printf("%d  ",p->data);
stack[num++]=p;
p=p->leftchild;
}
num--;
p=stack[num];
p=p->rightchild;
}
printf("\n");
}


/*
 中序遍历二叉树,递归方法。
*/
void InOrderRec(Node *root)
{
if(NULL!=root)
{
InOrderRec(root->leftchild);
printf("%d  ",root->data);
InOrderRec(root->rightchild);
}
}

/*
 中序遍历二叉树,非递归方法,使用栈。
*/
void InOrderNoRec(Node *root)
{
Node *p=root;
int num=0;
Node *stack[30];
while(NULL!=p||num>0)
{
while(NULL!=p)
{
stack[num++]=p;
p=p->leftchild;
}
num--;
p=stack[num];
printf("%d  ",p->data);
p=p->rightchild;
}
printf("\n");
}

/*
 后序遍历二叉树,递归方法。
*/
void PostOrderRec(Node *root)
{
if(NULL!=root)
{
PostOrderRec(root->leftchild);
PostOrderRec(root->rightchild);
printf("%d  ",root->data);
}
}

/*
 后序遍历二叉树,非递归方法。
*/
void PostOrderNoRec(Node *root)
{
Node *p=root;
Node *stack[30];
int num=0;
Node *have_visited=NULL;

while(NULL!=p||num>0)
{
while(NULL!=p)
{
stack[num++]=p;
p=p->leftchild;
}
p=stack[num-1];
if(NULL==p->rightchild||have_visited==p->rightchild)
{
printf("%d  ",p->data);
num--;
have_visited=p;
p=NULL;
}
else
{
p=p->rightchild;
}
}
printf("\n");
}

int main()
{
Node *root=NULL;
int num=0;
int data[]={5,2,4,0,0,5,0,0,3,6,8,0,10,0,7,0,9};
num=sizeof(data)/sizeof(int);

CreatBinarySearchTree(&root,data,num);

printf("This is Preorder traversal.\n");
PreOrderNoRec(root);
PreOrderRec(root);
printf("\n");

printf("This is Inorder traversal.\n");
InOrderNoRec(root);
InOrderRec(root);
printf("\n");

printf("This is Postorder traversal.\n");
PostOrderNoRec(root);
PostOrderRec(root);
printf("\n");

return 0;

}



另外一种方法是在stack结构体里面添加一个标志,用于判断节点是否已经遍历过(或者说是否需要从stack里面弹出)


二叉树的非递归后序遍历算法


前序、中序、后序的非递归遍历中,要数后序最为麻烦,如果只在栈中保留指向结点的指针,那是不够的,必须有一些额外的信息存放在栈中。
方法有很多,这里只举一种,先定义栈结点的数据结构
typedef struct{Node * p; int rvisited;}SNode //Node 是二叉树的结点结构,rvisited==1代表p所指向的结点的右结点已被访问过。

lastOrderTraverse(BiTree bt){
  //首先,从根节点开始,往左下方走,一直走到头,将路径上的每一个结点入栈。
  p = bt;
  while(bt){
    push(bt, 0); //push到栈中两个信息,一是结点指针,一是其右结点是否被访问过
    bt = bt.lchild;
  }

  //然后进入循环体
  while(!Stack.empty()){ //只要栈非空
    sn = Stack.getTop(); // sn是栈顶结点

    //注意,任意一个结点N,只要他有左孩子,则在N入栈之后,N的左孩子必然也跟着入栈了(这个体现在算法的后半部分),所以当我们拿到栈顶元素的时候,可以确信这个元素要么没有左孩子,要么其左孩子已经被访问过,所以此时我们就不关心它的左孩子了,我们只关心其右孩子。

    //若其右孩子已经被访问过,或是该元素没有右孩子,则由后序遍历的定义,此时可以visit这个结点了。
    if(!sn.p.rchild || sn.rvisited){
      p = pop();
      visit(p);
    }
    else //若它的右孩子存在且rvisited为0,说明以前还没有动过它的右孩子,于是就去处理一下其右孩子。
    {
      //此时我们要从其右孩子结点开始一直往左下方走,直至走到尽头,将这条路径上的所有结点都入栈。

      //当然,入栈之前要先将该结点的rvisited设成1,因为其右孩子的入栈意味着它的右孩子必将先于它被访问(这很好理解,因为我们总是从栈顶取出元素来进行visit)。由此可知,下一次该元素再处于栈顶时,其右孩子必然已被visit过了,所以此处可以将rvisited设置为1。
      sn.rvisited = 1;

      //往左下方走到尽头,将路径上所有元素入栈
      p = sn.p.rchild;
      while(p != 0){
        push(p, 0);
        p = p.lchild;
      }
    }//这一轮循环已结束,刚刚入栈的那些结点我们不必管它了,下一轮循环会将这些结点照顾的很好。
  }
}

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多