二叉树先序遍历C语言实现

Posted 2021-04-09 SegmentFault

来源：SegmentFault 思否

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二叉树先序遍历的实现思想是：

1. 访问根节点；
2. 访问当前节点的左子树；
3. 若当前节点无左子树，则访问当前节点的右子树；

以图 1 为例，采用先序遍历的思想遍历该二叉树的过程为：

1. 访问该二叉树的根节点，找到 1；
2. 访问节点 1 的左子树，找到节点 2；
3. 访问节点 2 的左子树，找到节点 4；
4. 由于访问节点 4 左子树失败，且也没有右子树，因此以节点 4 为根节点的子树遍历完成。但节点 2 还没有遍历其右子树，因此现在开始遍历，即访问节点 5；
5. 由于节点 5 无左右子树，因此节点 5 遍历完成，并且由此以节点 2 为根节点的子树也遍历完成。现在回到节点 1 ，并开始遍历该节点的右子树，即访问节点 3；
6. 访问节点 3 左子树，找到节点 6；
7. 由于节点 6 无左右子树，因此节点 6 遍历完成，回到节点 3 并遍历其右子树，找到节点 7；
8. 节点 7 无左右子树，因此以节点 3 为根节点的子树遍历完成，同时回归节点 1。由于节点 1 的左右子树全部遍历完成，因此整个二叉树遍历完成；

因此，图 1 中二叉树采用先序遍历得到的序列为：

1 2 4 5 3 6 7

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代码实现

               

char emptyData = '#'; /* 当一个节点没有左右孩子的时候,输出emptyData的值 */
// 树的结构体定义typedef char TElemType;
typedef struct BiTNode{ TElemType data; struct BiTNode *lchild; struct BiTNode *rchild;}BiTNode,*BiTree;

递归

               

void PreOrderTraverse(BiTree T){ if (T == NULL) { printf("#"); return; } printf("%c",T->data); PreOrderTraverse(T->lchild); PreOrderTraverse(T->rchild);}

非递归(链栈)

栈定义

               

////////////////////////////////////////////////////////// 栈typedef int SElemType;
typedef struct StackNode{ BiTree TreeNode; struct StackNode *next;}StackNode,*LinkStackPtr;
typedef struct LinkStack{ LinkStackPtr top; int count;}LinkStack;////////////////////////////////////////////////////////

栈方法

               

////////////////////////////////////////////////////////// 栈/* 构造一个空栈S */void InitStack(LinkStack *S){ S->top = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode)); S->top = NULL; S->count = 0;}/* 进栈 */void Push(LinkStack *S,BiTNode **q){ LinkStackPtr p; p = (LinkStackPtr)malloc(sizeof(StackNode)); p->TreeNode = *q; p->next = S->top; S->top = p; S->count++;}/* 出栈 */void Pull(LinkStack *S,BiTNode **q){ LinkStackPtr p; if (S->top) { *q = S->top->TreeNode; p = S->top; S->top = S->top->next; S->count--; free(p); }}/* 返回S的元素个数，即栈的长度 */int StackLength(LinkStack S){ return S.count;}////////////////////////////////////////////////////////

非递归函数

               

void PreOrderTraverseBak1(BiTree T,LinkStack *S){ BiTNode *p=T,*q;
 // 表示空结点 q->data = emptyData; q->lchild = NULL; q->rchild = NULL;
 Push(S,&p); while(S->count != 0) { Pull(S,&p);
 printf("%c",p->data); if(p->rchild) { Push(S,&(p->rchild)); } else if (p->data != emptyData) { Push(S,&q); }
 if(p->lchild) { Push(S,&(p->lchild)); } else if (p->data != emptyData) { Push(S,&q); } } printf("\n");}

思想:使用栈，首先将头节点首先入栈 ，保证栈中开始至少有一个元素。使用一个while循环，只要栈还非空就一直进行。循环体中首先获取栈顶节点，将其打印后直接出栈，并将其的右孩子和左孩子依次入栈（如果存在的话）。根据栈的FILO特性，最后入栈的左孩子将在下一轮中成为栈顶元素。这样就能满足前序遍历的特点。

第二种非递归函数

               

void PreOrderTraverseBak2(BiTree T,LinkStack *S)

{ BiTNode *p=T;
 while(S->count != 0 || p) { while(p) { printf("%c",p->data); Push(S,&p); p = p->lchild; }
 printf("%c",emptyData);
 Pull(S,&p); p = p->rchild; } printf("%c",emptyData);}

思想：循环开始，从栈顶节点（除第一次是根节点）开始不断左探，入栈并打印，直到左孩子为空；然后指针指向栈顶元素的右孩子，开启下一轮循环。

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