树——通用树的层次遍历

Posted 2021-12-07 dishengandziyu

1，为何及如何按层次遍历通用树中的每一个数据元素？

       1，通用树结构是一种容器类型的树结构，其用来装数据元素，所以应该提供一种方法来遍历树中的每一个数据结构；

       2，往下分析；

      

2，当前的事实：

       1，树是非线性的数据结构，树的结点没有固定的编号方式；

              1，也就不能像链表一样统一编号来访问；

             

3，新的需求：

       1，为通用树结构提供新的方法，快速遍历每一个结点；

      

4，设计思路（游标）：

       1，在树中定义一个游标（GTreeNode<T>*)；

       2，遍历开始前将游标指向根结点（root()）；

       3，获取游标指向的数据元素；

       4，通过结点中的 child 成员移动游标；

       5，提供一组遍历相关的函数，按层次访问树中的数据元素；

 

 

5，层次便利算法：

       1，原料：class LinkQueue<T>；

       2，游标：LinkQueue<T>::front()；

       3，思想：

              1，begin() ==> 将根结点压入队列中；

              2，current() ==> 访问队头元素指向的数据元素；

              3，next() ==> 队头元素弹出，将队头元素的孩子压入队列中（核心）；

              4，end() ==> 判断队列是否为空；

 

6，层次遍历算法示例：

 

      

7，层次遍历算法代码实现：

 1     bool begin()  // 为树中结点的遍历做初始化
 2     {
 3         bool ret = (root() != NULL);  // 不能遍历空树
 4 
 5         if( ret )
 6         {
 7             m_queue.clear();  // 防止上一次没有调用完，这一次又调用，先清除；保证只有根结点；
 8             m_queue.add(root());  // 添加根结点；
 9         }
10 
11         return ret;
12     }
13 
14     bool end()  // 队列长度为 0 则树遍历结束
15     {
16         return (m_queue.length() == 0);
17     }
18 
19     bool next()  // 队头元素弹出来，队头元素的孩子压入队列，同时指针一直指向下一个结点
20     {
21         bool ret = (m_queue.length() > 0);  // 有元素才能移动游标
22 
23         if( ret )
24         {
25             GTreeNode<T>* node = m_queue.front();  // 将 node 指向对头元素
26             m_queue.remove();  // 队头元素拿出来，就指向了下一个结点
27 
28             for(node->child.move(0); !node->child.end(); node->child.next())  // 出队列的结点（被 node 指向）的孩子压入队列
29             {
30                 m_queue.add(node->child.current());
31             }
32         }
33 
34         return ret;
35     }
36 
37     T current()  // 返回当前游标所指向的结点的元素
38     {
39         if( !end() )  // 遍历结束，不指向目标
40         {
41             return m_queue.front()->value;  // 将游标指向结点元素返回， front() 函数已经指向了当前的对象
42         }
43         else
44         {
45             THROW_EXCEPTION(InvalidOperationException, "No value at current position ..."); // 还没开始或者结束的非法操作
46         }
47 　　}

 

8，小结：

       1，树的结点没有固定的编号方式；

       2，可以按照层次关系对树中的结点进行遍历；

       3，通过游标的思想设计遍历成员函数；

       4，遍历成员函数是互相依赖，相互配合的关系；

       5，遍历算法的核心为队列的使用；