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二叉树先序遍历C语言实现

来源:SegmentFault 思否




二叉树先序遍历的实现思想是:


  1. 访问根节点;
  2. 访问当前节点的左子树;
  3. 若当前节点无左子树,则访问当前节点的右子树;



以图 1 为例,采用先序遍历的思想遍历该二叉树的过程为:


  1. 访问该二叉树的根节点,找到 1;
  2. 访问节点 1 的左子树,找到节点 2;
  3. 访问节点 2 的左子树,找到节点 4;
  4. 由于访问节点 4 左子树失败,且也没有右子树,因此以节点 4 为根节点的子树遍历完成。但节点 2 还没有遍历其右子树,因此现在开始遍历,即访问节点 5;
  5. 由于节点 5 无左右子树,因此节点 5 遍历完成,并且由此以节点 2 为根节点的子树也遍历完成。现在回到节点 1 ,并开始遍历该节点的右子树,即访问节点 3;
  6. 访问节点 3 左子树,找到节点 6;
  7. 由于节点 6 无左右子树,因此节点 6 遍历完成,回到节点 3 并遍历其右子树,找到节点 7;
  8. 节点 7 无左右子树,因此以节点 3 为根节点的子树遍历完成,同时回归节点 1。由于节点 1 的左右子树全部遍历完成,因此整个二叉树遍历完成;

因此,图 1 中二叉树采用先序遍历得到的序列为:


 

1 2 4 5 3 6 7





代码实现

               

char emptyData = '#'; /* 当一个节点没有左右孩子的时候,输出emptyData的值 */
// 树的结构体定义typedef char TElemType;
typedef struct BiTNode{ TElemType data; struct BiTNode *lchild; struct BiTNode *rchild;}BiTNode,*BiTree;


递归

               

void PreOrderTraverse(BiTree T){ if (T == NULL) { printf("#"); return; } printf("%c",T->data); PreOrderTraverse(T->lchild); PreOrderTraverse(T->rchild);}


非递归(链栈)


栈定义

               

 

////////////////////////////////////////////////////////// 栈typedef int SElemType;
typedef struct StackNode{ BiTree TreeNode; struct StackNode *next;}StackNode,*LinkStackPtr;
typedef struct LinkStack{ LinkStackPtr top; int count;}LinkStack;////////////////////////////////////////////////////////


栈方法

               

 

////////////////////////////////////////////////////////// 栈/* 构造一个空栈S */void InitStack(LinkStack *S){ S->top = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode)); S->top = NULL; S->count = 0;}/* 进栈 */void Push(LinkStack *S,BiTNode **q){ LinkStackPtr p; p = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode)); p->TreeNode = *q; p->next = S->top; S->top = p; S->count++;}/* 出栈 */void Pull(LinkStack *S,BiTNode **q){ LinkStackPtr p; if (S->top) { *q = S->top->TreeNode; p = S->top; S->top = S->top->next; S->count--; free(p); }}/* 返回S的元素个数,即栈的长度 */int StackLength(LinkStack S){ return S.count;}////////////////////////////////////////////////////////


非递归函数

               

void PreOrderTraverseBak1(BiTree T,LinkStack *S){ BiTNode *p=T,*q;
// 表示空结点 q->data = emptyData; q->lchild = NULL; q->rchild = NULL;
Push(S,&p); while(S->count != 0) { Pull(S,&p);
printf("%c",p->data); if(p->rchild) { Push(S,&(p->rchild)); } else if (p->data != emptyData) { Push(S,&q); }
if(p->lchild) { Push(S,&(p->lchild)); } else if (p->data != emptyData) { Push(S,&q); } } printf("\n");}


思想:使用栈,首先将头节点首先入栈 ,保证栈中开始至少有一个元素。使用一个while循环,只要栈还非空就一直进行。循环体中首先获取栈顶节点,将其打印后直接出栈,并将其的右孩子和左孩子依次入栈(如果存在的话)。根据栈的FILO特性,最后入栈的左孩子将在下一轮中成为栈顶元素。这样就能满足前序遍历的特点。


第二种非递归函数

               

void PreOrderTraverseBak2(BiTree T,LinkStack *S)

{ BiTNode *p=T;
while(S->count != 0 || p) { while(p) { printf("%c",p->data); Push(S,&p); p = p->lchild; }
printf("%c",emptyData);
Pull(S,&p); p = p->rchild; } printf("%c",emptyData);}


思想:循环开始,从栈顶节点(除第一次是根节点)开始不断左探,入栈并打印,直到左孩子为空;然后指针指向栈顶元素的右孩子,开启下一轮循环。




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