【数据结构上机练习】7. 二叉树的简单操作（2）

这次主要是用到二叉树的非递归遍历和层次遍历。孩子兄弟节点表示法保存树的结构。

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// Name        : 5.1.cpp
// Author      : 
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// Copyright   : Your copyright notice
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
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/**
 * [实验目的]
       验证树和森林的遍历算法。
[实验内容及要求]
     定义左儿子—右兄弟链接存储的树类和森林类。
    实验验证如下算法的正确性、各种功能及指标：
   1）创建树和森林；
   2）树和森林的先根遍历的递归和迭代算法；
   3）树和森林的后根遍历的递归和迭代算法；
   4）树和森林的层次遍历算法。
 */
#include <iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;


//借用二叉树的 存储方式来表示孩子兄弟节点的表示方法
typedef struct BinTreeNode{
    char data;
    struct BinTreeNode * left,*right;
}BinTreeNode;

class BinTree{
private:
    BinTreeNode *root;
public:
    BinTree(){
        cout<<"输入要创建的树，空节点用#代替\n";
        root = creat();
}
    BinTree(BinTreeNode & temp){
        root = &temp;
        temp.left = NULL;
        temp.right = NULL;
    }
    BinTreeNode * getRoot(){
        return root;
    }
    BinTreeNode * creat(){ //递归创建树
        char t;
        cin>>t;
        if(t=='#'){// #  stand for null
            return NULL;
        }
        else{
            BinTreeNode *r = new BinTreeNode;
            r->data = t;
            r->left = creat();
            r->right = creat();
            return r;
        }
    }
    void unPreOrder(void){    //先跟遍历的非递归方法
        BinTreeNode *t = root;
        stack <BinTreeNode*> s;
        cout<<"\n 非递归方法，先跟遍历："<<endl;
        while(t!=NULL||!s.empty()){
            while(t!=NULL){
                cout<<t->data<<" ";
                s.push(t);
                t = t-> left;
            }
            if(!s.empty()){
                t = s.top();
                s.pop();
                t = t->right;
            }
        }
    }
    void unInOrder(){
        BinTreeNode *t = root;
        stack <BinTreeNode*> s;
        cout<<"\n 非递归方法，中跟遍历："<<endl;
        while(t!=NULL||!s.empty()){
            while(t!=NULL){
                s.push(t);
                t=t->left;
            }
            if(!s.empty()){
                t = s.top();
                cout<<t->data <<" ";
                s.pop();
                t= t->right;
            }
        }
    }
    void unPostOrder(){
        /**
         * 要保证根结点在左孩子和右孩子访问之后才能访问，
         * 因此对于任一结点P，先将其入栈。如果P不存在左孩子和右孩子，
         * 则可以直接访问它；或者P存在左孩子或者右孩子，但是其左孩子和右孩子都已被访问过了，
         * 则同样可以直接访问该结点。若非上述两种情况，则将P的右孩子和左孩子依次入栈，
         * 这样就保证了每次取栈顶元素的时候，左孩子在右孩子前面被访问，
         * 左孩子和右孩子都在根结点前面被访问。
         *
         */
        cout<<"\n 非递归方法，后跟遍历："<<endl;
        stack <BinTreeNode*> s;
        BinTreeNode *pre = NULL,*cur;
        s.push(root);
            while(!s.empty()){
                cur = s.top();
                if((cur->left==NULL&&cur->right==NULL)||
                        (pre!=NULL&&(pre==cur->left||pre==cur->right))){
                    cout<<cur->data<<" ";//如果当前结点没有孩子结点或者孩子节点都已被访问过
                    s.pop();
                    pre = cur;
                }else{
                    if(cur->right!=NULL)
                        s.push(cur->right);
                    if(cur->left!=NULL)
                        s.push(cur->left);
                }
        }
    }
    void LevelOrder(){   //层次遍历
        BinTreeNode *p ;
        queue <BinTreeNode*> q;
        cout<<"\n对应二叉树层次遍历"<<endl;
        if(root!=NULL)
            q.push(root);
        while(!q.empty()){
            p = q.front();
            q.pop();
            cout<<p->data<<" ";
            if(p->left!=NULL)
                q.push(p->left);
            if(p->right!=NULL)
                q.push(p->right);
        }
    }
    void TreeLevelOrder(){   //树层次遍历
        BinTreeNode *p ;
        queue <BinTreeNode*> q;
        cout<<"\n树的层次遍历"<<endl;
        if(root!=NULL)
            q.push(root);
        while(!q.empty()){
            p = q.front();
            q.pop();
            while(p!=NULL){
                cout<<p->data<<" ";
                if(p->left!=NULL)
                    q.push(p->left);
                p = p->right;
            }
        }
    }
};
void preOrderTra(BinTreeNode *t){ //先跟遍历 -递归
        if(t){
            cout<<t->data<<" ";
            preOrderTra(t->left);
            preOrderTra(t->right);
        }
}
void midOrderTra(BinTreeNode *t){  //中跟遍历-递归
    if(t){
        midOrderTra(t->left);
        cout<<t->data<<" ";
        midOrderTra(t->right);
    }
}
void bacOrderTra(BinTreeNode *t){  //后跟遍历-递归
    if(t){
        bacOrderTra(t->left);
        bacOrderTra(t->right);
        cout<<t->data<<" ";
    }
}


int main() {

    // 测试数据 （教材87页图）   *+A##B##+*-C##D##E##F##

    // *ab##ck###deh##fj##g###

        BinTree mb;
        BinTreeNode *r = mb.getRoot();

        //递归遍历
        cout<<"先跟遍历-递归"<<endl;
        preOrderTra(r);
        cout<<"\n中跟遍历-递归"<<endl;
        midOrderTra(r);
        cout<<"\n后跟遍历-递归"<<endl;
        bacOrderTra(r);

        //下面几个是非递归遍历
        mb.unPreOrder();
        mb.unInOrder();
        mb.unPostOrder();

        mb.LevelOrder();// 二叉树层次遍历
        mb.TreeLevelOrder(); //对应树的层次遍历,不过顺序有问题，是层次
    return 0;
}

运行结果：