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二叉树(这节主讲二叉树中的递归)

时间:2024-09-08 15:50:01浏览次数:12  
标签:主讲 遍历 return 这节 BTNode 二叉树 root 节点

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二叉树的遍历:

1.前序遍历:根->左子树->右子树

2.中序遍历:左子树->根->右子树

3.后序遍历:左子树->右子树->根

4.层序遍历:从第一层到最后一层,一层一层地遍历

二叉树的基本结构:

二叉树中的常用接口:

构造一个节点:

构建二叉树:

二叉树销毁:

二叉树节点个数:

二叉树叶子节点个数:

二叉树的高度:

二叉树第k层节点个数:

二叉树查找值为x的节点:

二叉树前序遍历:

二叉树中序遍历:

二叉树后序遍历:

层序遍历:

判断二叉树是否是完全二叉树:


二叉树的遍历:

1.前序遍历:根->左子树->右子树

前序遍历就是按照上述的根->左子树->右子树的方法进行遍历的。(注意:我们在遍历过程中可以写出已经访问到的空的节点以便我们去理解)(下面我们用N来表示空)

上述二叉树的前序遍历顺序为:1->2->3->N->N->N->4->5->N->N->6->N->N

举个例子:当你前序遍历到2时,2本身是根。2的左子树就是3所对应的树,2的右子树就是N,先遍历2,再遍历3所在的子树(按照同样的前序遍历方法进行遍历),回到2这个节点时,再去遍历2的右子树N,遍历完2这个节点后,就回到1这个节点去遍历1这个节点所对应的右子树(因为此时1所对应的左子树已经遍历完了,1自身节点在刚开始时就已经遍历过了)。

2.中序遍历:左子树->根->右子树

上述二叉树的中序遍历顺序为:N->3->N->2->N->1->N->5->N->4->N->6->N

3.后序遍历:左子树->右子树->根

上述二叉树的后序遍历顺序为:N->N->3->N->2->N->N->5->N->N->6->4->1

4.层序遍历:从第一层到最后一层,一层一层地遍历

上述二叉树的层序遍历顺序为:1->2->4->3->5->6

二叉树的基本结构:

#pragma once
typedef char BTDataType;

typedef struct BinaryTreeNode
{
	BTDataType data;
	struct BinaryTreeNode* left;//左孩子
	struct BinaryTreeNode* right;//右孩子
}BTNode;

二叉树中的常用接口:

//构造一个节点
BTNode* buynode(int x);
// 构建二叉树
BTNode* BinaryTreeCreate();
// 二叉树销毁
void BinaryTreeDestory(BTNode** root);
// 二叉树节点个数
int BinaryTreeSize(BTNode* root);
// 二叉树叶子节点个数
int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root);
// 二叉树第k层节点个数
int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k);
// 二叉树查找值为x的节点
BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, BTDataType x);
// 二叉树前序遍历 
void BinaryTreePrevOrder(BTNode* root);
// 二叉树中序遍历
void BinaryTreeInOrder(BTNode* root);
// 二叉树后序遍历
void BinaryTreePostOrder(BTNode* root);
// 层序遍历
void BinaryTreeLevelOrder(BTNode* root);
// 判断二叉树是否是完全二叉树
int BinaryTreeComplete(BTNode* root);

构造一个节点:

//构造一个节点
BTNode* buynode(int x)
{
	BTNode* newnode = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
	newnode->data = x;
	newnode->left = NULL;
	newnode->right = NULL;
	return newnode;
}

构建二叉树:

我们构建的树以这个树为例。

// 构建二叉树
BTNode* BinaryTreeCreate()
{
	BTNode* node1 = buynode(1);
	BTNode* node2 = buynode(2);
	BTNode* node4 = buynode(4);
	BTNode* node3 = buynode(3);
	BTNode* node5 = buynode(5);
	BTNode* node6 = buynode(6);
	node1->left = node2;
	node2->left = node3;
	node1->right = node4;
	node4->left = node5;
	node4->right = node6;
	return node1;
}

二叉树销毁:

// 二叉树销毁
void BinaryTreeDestory(BTNode** root)
{
	if ((*root)==NULL)
	{
		return;
	}
	
	BinaryTreeDestory((*root)->left);
	BinaryTreeDestory((*root)->right);
	free(*root);
	*root = NULL;
}

销毁二叉树,我们可以用递归实现。当根节点为NULL时返回即可,不需要free了,这里我们递归选择先销毁左子树再销毁右子树,最后销毁根节点的原因是,如果先free根节点,就会导致找不到左右子树。

二叉树节点个数:

// 二叉树节点个数
int BinaryTreeSize(BTNode* root)
{
	return  root == NULL ? 0 : BinaryTreeSize(root->left) + BinaryTreeSize(root->right) + 1;

}

如果此树为空树,则节点个数故为0,返回0即可。(递归的归的条件)

如果此树不为空树,那么此树的节点个数=左子树节点个数+右子树节点个数+1。

二叉树叶子节点个数:

int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	if (root->left == NULL && root->right == NULL)
		return 1;
	
	return BinaryTreeLeafSize(root->left) + BinaryTreeLeafSize(root->right);
}

如果此树为空树,则叶子节点个数故为0,返回0即可。

接下来判断此节点是否为叶子节点,如果是则返回叶子结点个数1。

如果此节点不是叶子节点,则此树的叶子结点个数=左子树的叶子结点+右子树的叶子结点个数。

二叉树的高度:

//二叉树的高度
int BinaryTreehigh(BTNode* root)
{
	if (root == NULL)
		return 0;

	int high1 = BinaryTreehigh(root->left);
	int high2 = BinaryTreehigh(root->right);
	return high1 > high2 ? high1+1 : high2 + 1;

}

如果此树为空树,故树的高度为0,返回0即可。

如果此树不是空树,则此树的高度=max(左子树高度,右子树高度)+1。

二叉树第k层节点个数:

// 二叉树第k层节点个数
int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k)
{
	if (root == NULL)
		return 0;
	if (k == 1)
		return 1;

	return  BinaryTreeLevelKSize(root->left, k - 1) + BinaryTreeLevelKSize(root->right, k - 1);

}

如果此树为空树,故则第k层节点个数一定为0,返回0即可。

如果k=1,则返回的是第一层的节点个数,故返回1。

如果k>1,则需要拆解为子问题,第k层节点个数=左子树的第k-1层节点个数+右子树的第k-1层节点个数

二叉树查找值为x的节点:

// 二叉树查找值为x的节点
BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, BTDataType x)
{
	if (root == NULL)
		return NULL;
	if (root->data == x)
		return root;
	
	BTNode* ret1 = BinaryTreeFind(root->left, x);
	if (ret1)
		return ret1;

	BTNode* ret2 = BinaryTreeFind(root->right, x);
	if (ret2)
		return ret2;
	
	return NULL;
}

如果此树为空树,故查找不到值为x的节点,返回NULL即可。

如果根节点数值==x,则返回根节点。

接下来,如果在左子树找到了值为x的节点,则返回此节点。

然后,如果在右子树找到了值为x的节点,则返回此节点。

来到最后,就是找不到值为x的节点了,故返回NULL。

二叉树前序遍历:

// 二叉树前序遍历 
void BinaryTreePrevOrder(BTNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}
	printf("%c->",root->data);
	BinaryTreePrevOrder(root->left);
	BinaryTreePrevOrder(root->right);
}

二叉树中序遍历:

// 二叉树中序遍历
void BinaryTreeInOrder(BTNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}
	BinaryTreeInOrder(root->left);
	printf("%c->", root->data);
	BinaryTreeInOrder(root->right);
}

二叉树后序遍历:

// 二叉树后序遍历
void BinaryTreePostOrder(BTNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}
	BinaryTreePostOrder(root->left);
	BinaryTreePostOrder(root->right);
	printf("%c->", root->data);
}

层序遍历:

层序遍历我们需要借助队列这个数据结构。

例如:我们先将根节点1入队列,出队列的过程中,出1,就入2和4,出2,就入3,出4,就入5和6......循环往复,直到队列为空即可完成层序遍历。

队列:

typedef struct BinaryTreeNode* QDataType;
// 链式结构:表示队列 
typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* _next;
	QDataType _data;
}QNode;

为什么队列中要存储二叉树的节点指针?

因为所占空间小。

层序遍历代码如图:

// 层序遍历
void BinaryTreeLevelOrder(BTNode* root)
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);

	QueueBack(&q, root);
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		BTNode* front = QueueFront(&q);
		QueuePop(&q);
		printf("%c->", front->data);
		if(root->left)
		    QueueBack(&q, front->left);
		if (root->right)
			QueueBack(&q, front->right);
	}
}

判断二叉树是否是完全二叉树:

判断二叉树是否为完全二叉树,我们可以用层序遍历的方法,只不过这次NULL也要入队列,如果非空和空不是连续的,则此树就不是完全二叉树。

// 判断二叉树是否是完全二叉树
int BinaryTreeComplete(BTNode* root)
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);

	QueueBack(&q, root);
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		BTNode* front = QueueFront(&q);
		QueuePop(&q);
		if (front == NULL)
			break;
		QueueBack(&q, front->left);
		QueueBack(&q, front->right);

	}
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		BTNode* front = QueueFront(&q);
		QueuePop(&q);
		if (front != NULL)
			return 0;
	}
	return 1;
}

标签:主讲,遍历,return,这节,BTNode,二叉树,root,节点
From: https://blog.csdn.net/GGbond665/article/details/141958659

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