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C++ 二叉树类的实现
2023-07-13 11:55:41 深夜i     --     --
C++ 二叉树类 实现

C++是一种通用编程语言,用于开发各种类型的应用程序。其面向对象的编程范式使得它成为开发数据结构与算法的理想选择。其中,二叉树是一种重要的数据结构,是其他更复杂数据结构的基础。因此,在C++中实现二叉树类是很重要的。

二叉树是一种由节点组成的树形结构,每个节点最多有两个子节点。节点由数据和指向左右子节点的指针组成。C++中实现二叉树,类需要包含一个表示二叉树节点的结构体,并实现用于插入、删除、查找、遍历等常用操作的成员函数。此外,应该将函数设计为递归函数,以确保效率和简洁性。

类应该定义公共成员函数用于创建、插入节点、查找节点、遍历二叉树,以及获取根节点等。私有成员函数应该用于支持二叉树操作,例如更新根节点、删除节点等。

为了更好地理解和使用二叉树,C++中的二叉树类应该支持前序遍历、中序遍历、后序遍历等多种遍历方式。重载运算符将使用户能够更自然地表达他们的操作。

以下是一个简单的C++二叉树类的实现:


class TreeNode {

public:

  int data;

  TreeNode* left;

  TreeNode* right;

  TreeNode(int data) : data(data), left(nullptr), right(nullptr) {}

};

class BinaryTree {

public:

  BinaryTree() : root(nullptr) {}

  void insert(int data);

  bool search(int data);

  void preorderTraversal();

  void inorderTraversal();

  void postorderTraversal();

  void operator+=(int data);

private:

  TreeNode* root;

  void insert(TreeNode*& current, int data);

  bool search(TreeNode*& current, int data);

  void preorderTraversal(TreeNode*& current);

  void inorderTraversal(TreeNode*& current);

  void postorderTraversal(TreeNode*& current);

  TreeNode* getNewNode(int data) {

    return new TreeNode(data);

  }

};

void BinaryTree::insert(int data) {

  insert(root, data);

}

void BinaryTree::insert(TreeNode*& current, int data) {

  if (current == nullptr) {

    current = getNewNode(data);

  }

  else if (data <= current->data) {

    insert(current->left, data);

  }

  else {

    insert(current->right, data);

  }

}

bool BinaryTree::search(int data) {

  return search(root, data);

}

bool BinaryTree::search(TreeNode*& current, int data) {

  if (current == nullptr)

    return false;

  

  else if (current->data == data)

    return true;

  

  else if (data < current->data) {

    return search(current->left, data);

  }

  else {

    return search(current->right, data);

  }

}

void BinaryTree::preorderTraversal() {

  preorderTraversal(root);

}

void BinaryTree::preorderTraversal(TreeNode*& current) {

  if (current != nullptr) {

    cout << current->data << " ";

    preorderTraversal(current->left);

    preorderTraversal(current->right);

  }

}

void BinaryTree::inorderTraversal() {

  inorderTraversal(root);

}

void BinaryTree::inorderTraversal(TreeNode*& current) {

  if (current != nullptr) {

    inorderTraversal(current->left);

    cout << current->data << " ";

    inorderTraversal(current->right);

  }

}

void BinaryTree::postorderTraversal() {

  postorderTraversal(root);

}

void BinaryTree::postorderTraversal(TreeNode*& current) {

  if (current != nullptr) {

    postorderTraversal(current->left);

    postorderTraversal(current->right);

    cout << current->data << " ";

  }

}

void BinaryTree::operator+=(int data) {

  insert(data);

}

该实现包括一个二叉树类和一个树节点类。它实现了插入、查找、前序遍历、中序遍历以及后序遍历等常用的方法,还重载了运算符`+=`。用户可以使用这个操作符来插入数据,这使得操作更清晰易懂。

总的来说,C++中实现二叉树类非常重要,也不难。上面示例代码可以通过仔细阅读来理解。开发者可以使用这种实现作为基础,并添加其他的功能使其更为实用。

  
  

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