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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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