二叉树(Binary Tree)是个有限元素的集合,该集合或者为空、或者由一个称为根(root)的元素及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成。当集合为空时,称该二叉树为空二叉树。在二叉树中,一个元素也称作一个结点。
基本概念:
(1)结点的度。结点所拥有的子树的个数称为该结点的度。
(2)叶结点。度为0的结点称为叶结点,或者称为终端结点。
(3)分枝结点。度不为0的结点称为分支结点,或者称为非终端结点。一棵树的结点除叶结点外,其余的都是分支结点。
(4)左孩子、右孩子、双亲。树中一个结点的子树的根结点称为这个结点的孩子。这个结点称为它孩子结点的双亲。具有同一个双亲的孩子结点互称为兄弟。
(5)路径、路径长度。如果一棵树的一串结点n1,n2,…,nk有如下关系:结点ni是ni+1的父结点(1≤i<k),就把n1,n2,…,nk称为一条由n1至nk的路径。这条路径的长度是k-1。
(6)祖先、子孙。在树中,如果有一条路径从结点M到结点N,那么M就称为N的祖先,而N称为M的子孙。
(7)结点的层数。规定树的根结点的层数为1,其余结点的层数等于它的双亲结点的层数加1。
(8)树的深度。树中所有结点的最大层数称为树的深度。
(9)树的度。树中各结点度的最大值称为该树的度。
(10)满二叉树,在一棵二叉树中,如果所有分支结点都存在左子树和右子树,并且所有叶子结点都在同一层上,这样的一棵二叉树称作满二叉树。
下面给出二叉树的节点结构:
1 //定义树节点结构
2
3 typedef struct BinaryTreeNode
4 {
5 int m_nValue;
6 BinaryTreeNode *m_pLeft;
7 BinaryTreeNode *m_pRight;
8
9 }node;
二叉树的基本操作:节点个数计算、树深度计算、前序遍历、中序遍历、后序遍历 以及广度搜索
其中前序遍历给出了使用堆栈代替递归的实现方法。
1 //求二叉树中的节点个数
2
3 int getNodeNum(node *pRoot)
4 {
5 if(pRoot == NULL)
6 return 0;
7 return getNodeNum(pRoot->m_pLeft)+getNodeNum(pRoot->m_pRight)+1;
8 }
9
10
11 //求二叉树深度
12 int getDepth(node *pRoot)
13 {
14 if(pRoot == NULL)
15 return 0;
16 int depthLeft = getDepth(pRoot->m_pLeft);
17 int depthRight = getDepth(pRoot->m_pRight);
18
19 return depthLeft>depthRight ? (depthLeft+1) :(depthRight+1);
20
21 }
22
23 //前序遍历 中序遍历 后序遍历
24 /*前序遍历递归解法:
25 (1)如果二叉树为空,空操作
26 (2)如果二叉树不为空,访问根节点,前序遍历左子树,前序遍历右子树
27 参考代码如下:
28 */
29 void PreOrderTraverse(node *pRoot)
30 {
31 if(pRoot == NULL)
32 return;
33 Visit(pRoot);
34 PreOrderTraverse(pRoot->m_pLeft);
35 PreOrderTraverse(pRoot->m_pRight);
36 }
37 //前序遍历的堆栈实现
38 void PreOrderTraverse(node *pRoot)
39 {
40 InitStack(S);
41 while(!StackEmpty(S))
42 {
43 node *p = new node();
44 //遍历到最左边的叶子节点
45 while(GetTop(S,p)&& p)
46 Push(p->m_pLeft);
47 Pop(S,p);//弹出叶子节点
48 if(!StackEmpty(S))
49 {
50 Pop(S,p);
51 if(!Visit(p->data))
52 return 0;//访问数据出现错误
53 Push(S,p->m_pRight);
54 }
55 }
56 }
57
58 //中序遍历
59
60 void InOrderTraverse(node *pRoot)
61 {
62 if(pRoot == NULL)
63 return;
64 InOrderTraverse(pRoot->m_pLeft);
65 Visit(pRoot);
66 InOrderTraverse(pRoot->m_pRight);
67 }
68
69 //后序遍历
70 void PostOrderTraverse(node *pRoot)
71 {
72 if(pRoot == NULL)
73 return;
74
75 PostOrderTraverse(pRoot->m_pLeft);
76 PostOrderTraverse(pRoot->m_pRight);
77 Visit(pRoot);
78 }
79
80 //广度优先搜索
81 /*
82 队列初始化,将根节点压入队列。当队列不为空,进行如下操作:弹出一个节点,访问,若左子节点或右子节点不为空,将其压入队列。
83 */
84 void LevelTraverse(node *pRoot)
85 {
86 if(pRoot == NULL)
87 return;
88
89 quene<node *> q;
90 q.push(pRoot);
91
92 while(!q.empty())
93 {
94 node *pNode = q.front();
95 q.pop();
96
97 Visit(pNode);
98 if(pNode->m_pLeft != NULL)
99 q.push(pNode->m_pRight);
100 if(pNode->m_pRight != NULL)
101 q.push(pNode->m_pRight);
102 }
103 return;
104 }
参考:http://www.cztvu.ah163.net/czcai/soft/kj/sjjg/jj/ch6.htm