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如何使用C++创建二叉树并实现非递归遍历
2023-06-28 19:04:09 深夜i     --     --
C++ 二叉树 非递归遍历 创建 实现

二叉树是一种数据结构,在计算机科学中被广泛应用。C++是一种面向对象的编程语言,它提供了丰富的类和函数库来实现二叉树的创建和操作。

在C++中,可以实现二叉树的创建和操作的方法有很多。以下是一种基于指针的方法。

首先,我们需要定义一个二叉树节点的类,它包含三个成员变量——左子节点、右子节点和节点值。


class TreeNode {

public:

  int val;

  TreeNode* left;

  TreeNode* right;

  TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}

};

然后,我们可以利用节点类来创建二叉树。在创建二叉树时,我们需要先构造根节点,然后将左右子节点添加到根节点。


TreeNode* createBinaryTree(vector<int>& nums) {

  // 判断数组是否为空

  if (nums.empty())

    return NULL;

  

  TreeNode* root = new TreeNode(nums[0]);

  // 创建队列并将根节点入队

  queue<TreeNode*> q;

  q.push(root);

  int i = 1;

  while (!q.empty() && i < nums.size()) {

    // 从队列中取出一个节点,并将其左右子节点添加到队列中

    TreeNode* curNode = q.front();

    q.pop();

    if (i < nums.size()) {

      if (nums[i] != NULL) {

        curNode->left = new TreeNode(nums[i]);

        q.push(curNode->left);

      }

      i++;

    }

    if (i < nums.size()) {

      if (nums[i] != NULL) {

        curNode->right = new TreeNode(nums[i]);

        q.push(curNode->right);

      }

      i++;

    }

  }

  return root;

}

在创建完二叉树后,可以利用非递归方式来遍历二叉树。

非递归方式遍历二叉树有三种方法:前序遍历、中序遍历和后序遍历。以下是三种方法的实现。


// 前序遍历

vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {

  vector<int> res;

  if (!root)

    return res;

  

  stack<TreeNode*> s;

  s.push(root);

  while (!s.empty()) {

    TreeNode* curNode = s.top();

    s.pop();

    res.push_back(curNode->val);

    if (curNode->right) {

      s.push(curNode->right);

    }

    if (curNode->left) {

      s.push(curNode->left);

    }

  }

  return res;

}

// 中序遍历

vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {

  vector<int> res;

  if (!root)

    return res;

  

  stack<TreeNode*> s;

  TreeNode* curNode = root;

  while (curNode || !s.empty()) {

    while (curNode) {

      s.push(curNode);

      curNode = curNode->left;

    }

    curNode = s.top();

    s.pop();

    res.push_back(curNode->val);

    curNode = curNode->right;

  }

  return res;

}

// 后序遍历

vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {

  vector<int> res;

  if (!root)

    return res;

  

  stack<TreeNode*> s;

  s.push(root);

  while (!s.empty()) {

    TreeNode* curNode = s.top();

    s.pop();

    res.insert(res.begin(), curNode->val);

    if (curNode->left) {

      s.push(curNode->left);

    }

    if (curNode->right) {

      s.push(curNode->right);

    }

  }

  return res;

}

以上是利用C++创建二叉树并实现非递归遍历的方法。二叉树是一个非常重要的数据结构,它的应用在计算机科学中是非常广泛和重要的。

  
  

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