6.2.2-1 指针与引用在二叉树创建的应用

Posted 2021-01-20 rensandao

0 引子

　　本文旨在通过二叉树的递归创建，分析指针与引用，函数形参与实参的具体实现。

　　二叉树的遍历，通常是利用创建好的二叉链表的首地址，也即根节点地址。主函数先定义一指针，再通过二叉树创建函数返回根结点地址，或者将定义的指针作为形参来实现修改。

　　这就涉及函数形参与实参的调用机制。实参赋给形参过程是复制的过程，而被调函数结束时，内部所有变量所分配的内存会被释放掉。这便是无法直接在同一层上通过形参去改变形参。

1 代码实现

（1）被调函数返回给主函数根节点地址

 1 #include<iostream>
 2 #include<cstdlib>
 3 using namespace std;
 4 
 5 typedef char ElemType;
 6 
 7 typedef struct TreeNode{
 8     ElemType val;
 9     struct TreeNode *lchild, *rchild;
10     
11 }TreeNode, *BiTree;
12 
13 /*
14 方法1：通过返回根节点的指针的指针； 
15 */
16  BiTree createBiTree1(){
17         
18     ElemType ch;
19     cin >> ch;
20     
21     BiTree T;
22     if(ch == ‘#‘) {
23         T=NULL;
24         cout << "空结点，地址为 " << T << endl;
25     }
26     else{
27         static int a = 1;
28         T = (BiTree) malloc(sizeof(TreeNode));
29         cout <<"第"<< a++ <<"次"<< "初始化结点地址：" << T << endl;
30         
31         T->val = ch;
32         cout << "value succeed! It‘s: "<< ch << endl;
33 
34         T->lchild = createBiTree1();
35         T->rchild = createBiTree1();            
36     }
37 
38     return T; 
39 }
40 
41 //先序遍历 
42 void preOrderTraversal(BiTree T){
43     
44     if(T){
45         cout<< T->val << " ";
46         preOrderTraversal(T->lchild);
47         preOrderTraversal(T->rchild); 
48     }    
49 }
50 
51 //中序 
52 void inOrderTraversal(BiTree T){
53     
54     if(T){
55         preOrderTraversal(T->lchild);        
56         cout<< T->val << " ";        
57         preOrderTraversal(T->rchild); 
58     }    
59 }
60 
61 //后序
62 void lastOrderTraversal(BiTree T){
63     
64     if(T){
65         preOrderTraversal(T->lchild);        
66         preOrderTraversal(T->rchild);
67         cout << T->val << " ";     
68     }    
69 }
70 
71     
72 int main(){
73     
74     BiTree root;
75     cout<<"请输入："<<endl; 
76     root = createBiTree1();//*
77 
78     cout<<"二叉树创建成功!"<<endl;
79     cout<<endl; 
80     
81     cout<< "根节点地址：" << root << endl;
82       
83     cout<<"先序遍历结果："<< endl; 
84     preOrderTraversal(root);
85     cout<<endl; 
86             
87     cout<<"中序遍历结果："<< endl; 
88     inOrderTraversal(root);
89     cout<<endl; 
90     
91     cout<<"后序遍历结果："<< endl; 
92     lastOrderTraversal(root);
93     cout<<endl; 
94     
95     return 0;
96 }

方法一

运行结果：

从结果可以看出，root地址等于被调函数内第一个结点地址。其内部结点创建也是按照非空再分配存储空间的逻辑，若为空结点，则不分配。

（2）采用指针作为形参。由于要创建的是指向结构体的指针的值，所以可采用指针的指针。如果只用指针则无法实现修改。

  1 #include<iostream>
  2 #include<cstdlib>
  3 using namespace std;
  4 
  5 typedef char ElemType;
  6 
  7 typedef struct TreeNode{
  8     ElemType val;
  9     struct TreeNode *lchild, *rchild;
 10     
 11 }TreeNode, *BiTree;
 12 
 13 /*
 14 方法2：通过形参传递修改指向结构指针的值。
 15 必须要用指针的指针才能实现修改。 
 16 */
 17 
 18 void createBiTree2(BiTree *T){
 19     ElemType ch;
 20     cin >> ch;
 21     if(ch == ‘#‘) {
 22         *T=NULL;
 23         cout << "空结点，地址为 " << *T << endl;
 24     }
 25     else{
 26         static int a =1;
 27         *T = (BiTree)malloc(sizeof(TreeNode));
 28         if(!*T)
 29             cout<<"bad_alloc!"<<endl;
 30         cout <<"第"<< a++ <<"次"<< "初始化结点地址：" << *T << endl;
 31         
 32         
 33         (*T)->val = ch;
 34         cout << "value succeed! It‘s: "<< ch << endl;
 35         
 36         createBiTree2(&(*T)->lchild);
 37         createBiTree2(&(*T)->rchild);    
 38         
 39     }
 40 } 
 41 
 42 
 43  
 44 
 45 
 46 //先序遍历 
 47 void preOrderTraversal(BiTree T){
 48     
 49     if(T){
 50         cout<< T->val << " ";
 51         preOrderTraversal(T->lchild);
 52         preOrderTraversal(T->rchild); 
 53     }    
 54 }
 55 
 56 //中序 
 57 void inOrderTraversal(BiTree T){
 58     
 59     if(T){
 60         preOrderTraversal(T->lchild);        
 61         cout<< T->val << " ";        
 62         preOrderTraversal(T->rchild); 
 63     }    
 64 }
 65 
 66 //后序
 67 void lastOrderTraversal(BiTree T){
 68     
 69     if(T){
 70         preOrderTraversal(T->lchild);        
 71         preOrderTraversal(T->rchild);
 72         cout << T->val << " ";     
 73     }    
 74 }
 75 
 76 
 77     
 78 int main(){
 79     
 80     BiTree *root;
 81     cout<<"请输入："<<endl; 
 82     createBiTree2(root); //**
 83     
 84     cout<<"二叉树创建成功!"<<endl;
 85     cout<<endl; 
 86     
 87     cout<< "根节点地址：" << *root << endl; //*root
 88       
 89     cout<<"先序遍历结果："<< endl; 
 90     preOrderTraversal(*root);  //*root,下同。 
 91     cout<<endl; 
 92             
 93     cout<<"中序遍历结果："<< endl; 
 94     inOrderTraversal(*root);
 95     cout<<endl; 
 96     
 97     cout<<"后序遍历结果："<< endl; 
 98     lastOrderTraversal(*root);
 99     cout<<endl; 
100     
101     return 0;
102 }

方法二

运行结果：

 

 

若仅采用指针，则无法遍历。从结果也看出，根节点地址与被调函数第一结点不一样。根节点地址是在定义时分配的，而被调函数则是在形参复制实参时分配的。两者不一样。