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C++数据结构:二叉树
2023-07-05 07:36:50 深夜i     --     --
C++编程 数据结构 二叉树 树结构 遍历算法

二叉树是一种常用的数据结构,由于其具有简单易懂的特点,被很多程序员广泛使用。它的定义非常简单,每个节点都至多有两个子节点,并且一个节点可以作为另一个节点的左节点或右节点。

在C++中,我们可以使用指针来实现二叉树。每个节点都包含一个数据项和两个指针,其可以指向另外两个子节点。在编写代码时我们可以使用递归的方式来访问和遍历这个结构。以下是一个二叉树节点的示例:


struct TreeNode {

  int data;

  TreeNode* left;

  TreeNode* right;

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

};

在这个例子中,我们定义了一个名为TreeNode的结构体,其包含一个整数类型的数据项,和两个指向另一个TreeNode节点的指针:左指针和右指针。此外,我们还定义了一个构造函数,用于初始化新节点时设置数据项和两个指针的值。

接下来我们将演示如何使用二叉树来实现一个简单的命令行程序,该程序读取用户输入并构建一棵二叉树。下面是程序的主要功能:

1. 用户可以输入任意数量的整数。

2. 程序将这些整数插入二叉树中。

3. 插入完成后,程序将输出树中所有节点的值。

以下是实现这些功能的C++代码:


#include<iostream>

using namespace std;

struct TreeNode {

  int data;

  TreeNode* left;

  TreeNode* right;

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

};

void insert(TreeNode*& root, int val) {

  if(root == NULL) {

    root = new TreeNode(val);

    return;

  }

  if(val < root->data) {

    insert(root->left, val);

  } else if(val > root->data) {

    insert(root->right, val);

  }

}

void print(TreeNode* root) {

  if(root == NULL)

    return;

  

  print(root->left);

  cout << root->data << " ";

  print(root->right);

}

int main() {

  TreeNode* root = NULL;

  int input;

  cout << "请输入整数(输入'0'结束):" << endl;

  cin >> input;

  while(input != 0) {

    insert(root, input);

    cin >> input;

  }

  cout << "二叉树中的所有节点:" << endl;

  print(root);

  cout << endl;

  return 0;

}

在这个程序中,我们首先定义了一个名为TreeNode的结构体,和一个名为root的二叉树指针。我们接下来定义了两个函数:insert和print。

函数insert用于将一个新的整数值插入到二叉树中。如果当前树为空,则分配一个新的节点节点并返回。如果该节点存在,我们比较待插入的值和节点的值,并递归向左或向右子树中插入值。 每次插入操作都要更新root节点,因为在C++中我们使用了指针的引用(即使用指针的地址)。

函数print用于按中序遍历的方式遍历整个二叉树,并输出每个节点的数据。中序遍历的顺序是左节点、根节点和右节点。 在完成插入操作后,我们调用print函数遍历整个树,输出所有节点的值。

在使用复杂的数据结构时,非常重要的一点是确保代码正确性,并解决任何可能出现的问题。在上面的例子中,我们没有处理错误输入,也没有检查内存分配是否成功。在实际编程中,我们需要添加更多的代码来确保程序安全、正确和健壮。

  
  

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