• 深度、广度遍历


    深度优先搜索算法(Depth First Search),是搜索算法的一种。是沿着树的深度遍历树的节点,尽可能深的搜索树的分支。

    当节点v的所有边都己被探寻过,搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。

    如果还存在未被发现的节点,则选择其中一个作为源节点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。


    如右图所示的二叉树:

    A 是第一个访问的,然后顺序是 B、D,然后是 E。接着再是 C、F、G。

    那么,怎么样才能来保证这个访问的顺序呢?

    分析一下,在遍历了根结点后,就开始遍历左子树,最后才是右子树。

    因此可以借助堆栈的数据结构,由于堆栈是后进先出的顺序,由此可以先将右子树压栈,然后再对左子树压栈,

    这样一来,左子树结点就存在了栈顶上,因此某结点的左子树能在它的右子树遍历之前被遍历。

    深度优先遍历代码片段

      
    //深度优先遍历
    void depthFirstSearch(Tree root){
        stack<Node *> nodeStack;  //使用C++的STL标准模板库
        nodeStack.push(root);
        Node *node;
        while(!nodeStack.empty()){
            node = nodeStack.top();
            printf(format, node->data);  //遍历根结点
            nodeStack.pop();
            if(node->rchild){
                nodeStack.push(node->rchild);  //先将右子树压栈
            }
            if(node->lchild){
                nodeStack.push(node->lchild);  //再将左子树压栈
            }
        }
    }
      


    广度优先搜索算法(Breadth First Search),又叫宽度优先搜索,或横向优先搜索。

    是从根节点开始,沿着树的宽度遍历树的节点。如果所有节点均被访问,则算法中止。

    如右图所示的二叉树,A 是第一个访问的,然后顺序是 B、C,然后再是 D、E、F、G。

    那么,怎样才能来保证这个访问的顺序呢?

    借助队列数据结构,由于队列是先进先出的顺序,因此可以先将左子树入队,然后再将右子树入队。

    这样一来,左子树结点就存在队头,可以先被访问到。

    广度优先遍历代码片段

      
    //广度优先遍历
    void breadthFirstSearch(Tree root){
        queue<Node *> nodeQueue;  //使用C++的STL标准模板库
        nodeQueue.push(root);
        Node *node;
        while(!nodeQueue.empty()){
            node = nodeQueue.front();
            nodeQueue.pop();
            printf(format, node->data);
            if(node->lchild){
                nodeQueue.push(node->lchild);  //先将左子树入队
            }
            if(node->rchild){
                nodeQueue.push(node->rchild);  //再将右子树入队
            }
        }
    }
      


    完整代码:

      
    /**
     * <!--
     * File   : binarytree.h
     * Author : fancy
     * Email  : fancydeepin@yeah.net
     * Date   : 2013-02-03
     * --!>
     */
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <malloc.h>
    #include <Stack>
    #include <Queue>
    using namespace std;
    #define Element char
    #define format "%c"

    typedef struct Node {
        Element data;
        struct Node *lchild;
        struct Node *rchild;
    } *Tree;

    int index = 0;  //全局索引变量

    //二叉树构造器,按先序遍历顺序构造二叉树
    //无左子树或右子树用'#'表示
    void treeNodeConstructor(Tree &root, Element data[]){
        Element e = data[index++];
        if(e == '#'){
            root = NULL;
        }else{
            root = (Node *)malloc(sizeof(Node));
            root->data = e;
            treeNodeConstructor(root->lchild, data);  //递归构建左子树
            treeNodeConstructor(root->rchild, data);  //递归构建右子树
        }
    }

    //深度优先遍历
    void depthFirstSearch(Tree root){
        stack<Node *> nodeStack;  //使用C++的STL标准模板库
        nodeStack.push(root);
        Node *node;
        while(!nodeStack.empty()){
            node = nodeStack.top();
            printf(format, node->data);  //遍历根结点
            nodeStack.pop();
            if(node->rchild){
                nodeStack.push(node->rchild);  //先将右子树压栈
            }
            if(node->lchild){
                nodeStack.push(node->lchild);  //再将左子树压栈
            }
        }
    }

    //广度优先遍历
    void breadthFirstSearch(Tree root){
        queue<Node *> nodeQueue;  //使用C++的STL标准模板库
        nodeQueue.push(root);
        Node *node;
        while(!nodeQueue.empty()){
            node = nodeQueue.front();
            nodeQueue.pop();
            printf(format, node->data);
            if(node->lchild){
                nodeQueue.push(node->lchild);  //先将左子树入队
            }
            if(node->rchild){
                nodeQueue.push(node->rchild);  //再将右子树入队
            }
        }
    }
      

    二叉树的深度优先遍历(中序遍历):

    当我们利用树的深度优先遍历找到满足条件的一条路径时,需要设置一个bool类型标志,如果在左子树中已经找到,则不需递归右子树,一般采用以下步骤:

    Bool findPath(pCur,pNode)

    If(满足条件)

    Return true;

    s.push(pcur);

    Bool found=false;//设置一个标志,来判断是否已经找到了一条路径

    If(pCur->left)

       found=findPath(pCur->left,pNode);

    If(pCur->right && !found) //找到了就不用递归

       found=findPath(pCur->right,pNode);

    If(!found)

         s.pop();

    Return found;

    当我们需要找到所有满足条件的路径时,一般采用如下步骤:

    Void findPath(pcur,pnode)

    If(满足条件)

    Print;

    更新状态;

    s.push(pcur);

    If(pcur->left)

    Findpath(pcur->left,pnode);

    If(pcur->right)

    Findpath(pcur->right,pnode);

    还原添加此节点时的状态;

    s.pop();

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