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如何用C++建立树结构

2023-07-04 20:51:52 深夜i -- --

C++ 树结构建立

在计算机科学中，树结构是一种重要的数据结构，其抽象模型类似于自然界中的树形结构。在编写程序时，建立树结构可以使得数据的管理和操作更加高效和便捷。

C++语言是一种经典的编程语言，在数据结构中也被广泛应用。下面介绍如何使用C++建立树结构。

1. 定义树结构节点

首先，需要定义树结构的节点。节点是树结构中最基本的单位，通常包含一个数据元素和指向子节点的指针。例如，可以使用如下定义：


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

其中，val表示节点存储的数据元素，left和right分别表示左子节点和右子节点的指针。这里使用了C++的构造函数来初始化节点。

2. 建立树结构

有了节点的定义后，就可以开始建立树结构了。通常，可以采用递归的方式，依次构造子节点。例如，可以使用如下代码建立一棵二叉树：


TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
  if (preorder.empty() || inorder.empty())
    return NULL;
  
  int rootVal = preorder[0];
  TreeNode* root = new TreeNode(rootVal);
  vector<int>::iterator it = find(inorder.begin(), inorder.end(), rootVal);
  vector<int> leftInorder(inorder.begin(), it);
  vector<int> rightInorder(it + 1, inorder.end());
  vector<int> leftPreorder(preorder.begin() + 1, preorder.begin() + leftInorder.size() + 1);
  vector<int> rightPreorder(preorder.begin() + leftInorder.size() + 1, preorder.end());
  root->left = buildTree(leftPreorder, leftInorder);
  root->right = buildTree(rightPreorder, rightInorder);
  return root;
}

这里使用了前序遍历和中序遍历的方式构造二叉树。具体来说，首先从前序遍历中取出根节点元素，然后在中序遍历中找到该元素的位置，这样就可以将中序遍历分为左右两部分。接着，根据左半部分和右半部分的大小，将前序遍历分为左右两部分，以此递归构造左子树和右子树。最后返回根节点即可。

3. 遍历树结构

建立好树结构后，就可以对其进行遍历，获取节点数据或进行某些操作。常用的遍历方法包括前序遍历、中序遍历和后序遍历。例如，可以使用如下代码进行中序遍历：


void inorderTraversal(TreeNode* root, vector<int>& res) {
  if (root) {
    inorderTraversal(root->left, res);
    res.push_back(root->val);
    inorderTraversal(root->right, res);
  }
}

这里使用了递归的方式，依次访问左子树、根节点和右子树，并将节点值存入指定的vector中。

以上就是在C++中建立树结构的基本方法。值得注意的是，建立和操作树结构的过程需要注意代码的正确性和效率，在实际使用中需要结合具体问题进行优化。

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