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C++數據結構之二叉樹

之前打算編算法類的程序,但是搞了幾次英雄會後,覺得作為一個還在學習階段的學生,實在是太浪費時間了,並不是沒意義,而是我的基礎還不牢固啊。所以轉變了思路,這個學期打算分別用C++、Python、Java實現數據結構。下個學期再做算法的打算吧。不過Java沒學過,可能要一點時間了。

小弟喜歡編程,但是學習高級應用覺得時間長了就都忘了,至今在探索大學階段該怎麼規劃,希望大神指教。

用C++實現的二叉樹,有遞歸和非遞歸兩種操作方式,其中非遞歸只實現了中序遍歷,和求樹的高度。用了<queue>和<stack>庫,以前沒有用過STL,現在感覺方便多了。

/********************
Date :2013-9-10
Author :DVD0423
Function:二叉樹
樣例輸入:1-2-4-q-q-5-q-q-3-6-q-q-7-q-q
"q"代表葉子節點的孩子,為先序遍歷輸入
結果為 :
   1
    /  \
  2    3
  / \  / \
    4  5 6  7
      / \
  q  q...

*******************/
#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>
using namespace std;
typedef char DataType;
#define END 'q'
struct Node{
 DataType val;
 Node *leftChild;
 Node *rightChild;
 Node():leftChild(NULL),rightChild(NULL){}
 void Visit()
 {
  cout<<"\t"<<val<<endl;
 }
};

class BiTree{
public:
 //member function
 BiTree();
 void CreateTree(Node * & );   //創建二叉樹
 void PreOrder(Node * &);   //先序遍歷
 void InOrder(Node * &);    //中序遍歷
 void PostOrder(Node * &);   //後序遍歷
 int getHeight(Node * &);   //求樹的高度,
 int getLevel(Node * &);    //層序遍歷,並求高度,非遞歸借助queue
 void NoRecTraverse(Node * &);  //中序非遞歸遍歷,借助stack
 void Destroy(Node * &);    //銷毀
 ~BiTree();
//private:
 //data member
 Node *root;        //根節點
 int num;
};


BiTree::BiTree()
{
 num=0;
 CreateTree(root);
 cout<<"節點數一共為:"<<num<<endl;

}
void BiTree::CreateTree(Node * &root)
{
 DataType e;
 cin>>e;
 if(e == END)
 {
  root = NULL;
 }
 else
 {
  if((root = new Node) == NULL)   //new 開辟內存空間
   exit(1);
  root->val = e;
  num++;
  CreateTree(root->leftChild);
  CreateTree(root->rightChild);
 }
}

void BiTree::PreOrder(Node * &root)
{
 if(root)
 {
  root->Visit();
  PreOrder(root->leftChild);
  PreOrder(root->rightChild);
 }
}
void BiTree::InOrder(Node * &root)
{
 if(root != NULL)
 {
  InOrder(root->leftChild);
  root->Visit();
  InOrder(root->rightChild);
 }
}
void BiTree::PostOrder(Node * &root)
{
 if(root != NULL)
 {
  PostOrder(root->leftChild);
  PostOrder(root->rightChild);
  root->Visit();
 }
}
/*
 求樹高度
*/
//recursion
int BiTree::getHeight(Node * &root)
{
 if(root == NULL)
  return 0;
 else if(getHeight(root->leftChild)>getHeight(root->rightChild))
  return getHeight(root->leftChild)+1;
 else
  return getHeight(root->rightChild)+1;
}
/*
 非遞歸
 front為pop的節點,rear為push的節點,last為每層的最右邊節點
 
*/
int BiTree::getLevel(Node * &root)
{
 int level = 0;
 int front = 0, rear = 0, last = 0;
 queue<Node *> q;
 Node * p = root;
 Node * t = NULL;
 if(p)
 {
  q.push(p);
  ++rear;
  ++last;
 }
 while(!q.empty())
 {
  t = q.front();
  q.pop();
  ++front;
  t->Visit();    //層序遍歷
  if(t->leftChild)
  {
   q.push(t->leftChild); 
   ++rear;
  }
  if(t->rightChild)
  {
   q.push(t->rightChild);
   ++rear;
  }
  if(front == last)  //訪問到每層的最後節點,此時rear也指向下一層的最後節點
  {
   ++level;
   last = rear;
  }
 }
 return level;
}
/*
 中序
*/
void BiTree::NoRecTraverse(Node * &root)
{
 Node *p=root;
 stack<Node *> s;

 while(p || !s.empty())
 {
  if(p)
  {
   s.push(p);
   p = p->leftChild;
  }
  else
  {
   p = s.top();
   p->Visit();
   s.pop();
   p = p->rightChild;
  }
 }
}

void BiTree::Destroy(Node * &root)
{
 if(root)
 {
  Destroy(root->leftChild);
  Destroy(root->rightChild);
  delete root;
  root = NULL;    //這一步為規范操作,防止root成為野指針
 }
}

BiTree::~BiTree()
{
 Destroy(root);
}

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