数据结构之---C语言实现线索二叉树

//线索二叉树，这里在二叉树的基础上增加了线索化
//杨鑫
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef char ElemType;
typedef enum {Link,Thread} childTag; 	//Link表示结点，Thread表示线索
typedef struct bitNode
{
ElemType data;
struct bitNode *lchild, *rchild;
int ltag, rtag;
} bitNode, *bitTree;

bitTree pre; 							//创建全局变量。表示刚刚訪问过的结点

/*
创建二叉树，其输入必须依照前序遍历的次序。

T：二叉树根节点
arr：依照前序遍历次序排列的各节点的值。无孩子结点时用空格取代
*/
void create_tree(bitTree *T, char **arr)
{
char c;
sscanf(*arr,"%c",&c); 						//读入一个结点值
(*arr)++;
if(' '== c) 									//假设是空格，表示空结点
{
*T=NULL;
}
else
{
*T=(bitTree)malloc(sizeof(bitNode)); 		//构造新结点
(*T)->data=c;
(*T)->ltag=Link;
(*T)->rtag=Link;
create_tree(&(*T)->lchild,arr);			//构造新结点的左孩子
create_tree(&(*T)->rchild,arr);			//构造新结点的右孩子
}
}

/*
訪问结点信息
*/
void visit(bitTree T)
{
printf("| %d | %c | %d |\n",T->ltag,T->data,T->rtag);
}

/*
前序遍历訪问二叉树
*/
void pre_order_traverse(bitTree T,int level)
{
if(T)
{
visit(T);
pre_order_traverse(T->lchild,level+1);
pre_order_traverse(T->rchild,level+1);
}
}

/*
中序遍历二叉树，对其进行线索化
*/
void in_order_threading(bitTree T)
{
if(T)
{
in_order_threading(T->lchild); 			//左孩子线索化
if(!T->lchild) 							//假设左孩子为空，则将其指向直接前驱
{
T->lchild=pre;
T->ltag=Thread;
}
if(!pre->rchild) 							//假设上一个结点的右孩子为空，则将其指向直接后继。（注意：仅仅有訪问到下一个结点时，才会知道本结点的后继是谁）
{
pre->rchild=T;
pre->rtag=Thread;
}
pre=T;
in_order_threading(T->rchild); 			//右孩子线索化
}
}

/*
增加一个头结点，使二叉线索树成一个封闭环
P：带有头结点的二叉树。头结点的左孩子指向二叉树T；右孩子指向T树中的最后一个叶子结点
T：不带有头结点的二叉树。

*/
void in_thread(bitTree *P,bitTree T)
{
(*P)=(bitTree)malloc(sizeof(bitNode)); 		//构造新增加的头结点
(*P)->ltag=Link;
(*P)->rtag=Thread;
(*P)->rchild=*P;
if(!T) 										//假设二叉树为空，则P的孩子指向自己。
{
(*P)->lchild=*P;
}
else
{
(*P)->lchild=T;
pre=*P;
in_order_threading(T); 					//对二叉树进行线索化
(*P)->rchild=pre; 						//将头结点右孩子指向最后一个叶子结点
pre->rtag=Thread; 						//将最后一个叶子结点的右孩子指向头结点。这样。环就形成了。

pre->rchild=*P;
}
}

/*
非递归方式：中序遍历二叉树(树必须带有头结点，且已经线索化)
P:带有头结点的二叉树
*/
void in_order_traverse(bitTree P)
{
bitTree T;
T=P->lchild;
while(T!=P) 									//推断是否空树
{
while(T->ltag==Link) 						//从左孩子開始。直到叶子结点
{
T=T->lchild;
}
visit(T);
while(T->rtag==Thread && T->rchild!=P) //依据线索，訪问后继结点。而且后继结点不是指向头结点的
{
T=T->rchild;
visit(T);
}
T=T->rchild;
}
}

int main()
{
bitTree P,T;
int level =1; 					//表示该结点的深度
char *arr="ab d  ce   "; 			//构造二叉树所需结点(按前序遍历方式输入)
create_tree(&T,&arr); 			//构造二叉树
printf("pre_order_traverse:先序遍历：\n");
pre_order_traverse(T,level); 		//前序遍历输出二叉树
printf("in_order_traverse：中序遍历：\n");
in_thread(&P,T); 					//二叉树线索化
in_order_traverse(P); 			//输出线索化后的二叉树
return 0;
}