【数据结构上机练习】7. 二叉树的简单操作（2）

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// Name        : 5.1.cpp
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// 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;
}