【数据结构】二叉树结点插入和前序、中序、后序遍历的递归实现

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了【数据结构】二叉树结点插入和前序、中序、后序遍历的递归实现前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

1.二叉树结点定义

struct node{
    int data;     //int可换成其他的数据类型
    struct node* left;
    struct node* right;
};

每一个二叉树结点都有一个数据域,一个左指针和一个右指针。叶子结点的左指针和右指针均为NULL。

2.结点插入操作

结点插入可以分为两个操作,一个实现创建新结点,一个实现在合适的位置插入操作。

2.1创建新结点

struct node* newNode(int data)
{
    struct node* a = new node;
    a->data = data;
    a->left = NULL;
    a->right = NULL;
    return a;
}

实现非常简单,即申请一个新结点;给新结点数据域赋值;将新结点 left 指针和 right 指针置NULL;返回结点指针。

2.2插入操作

struct node* insert(struct node* node,int data)
{
    if(node==NULL)
        return newNode(data);
    else
    {
        if(data<=node->data)
            node->left=insert(node->left,data);
        else
            node->right=insert(node->right,data);

        return node;//注意return node的位置
    }
}

插入操作分为三步:

  1. 判断传进来的结点指针是否为NULL,如果为NULL则调用newNode()函数,创建一个新结点,并返回新结点的结点指针。

  2. 如果传进来的结点指针不为NULL,判断data和node->data的大小,如果data<=node->data,则调用insert(node->left,data)函数在node的左子树插入结点,如果data>node->data,则调用insert(node->right,data)函数在node的右子树插入结点。

  3. 返回根节点地址。

3.树的前序遍历

void PreOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {
            cout<<node->data<<' ';
            PreOrderVisit(node->left);
            PreOrderVisit(node->right);
        }   
}

该过程可分为两步:

  1. 判断传入的指针是否为NULL,如果为NULL,则返回(即退出遍历函数)。

  2. 如果传入的指针不为NULL,则打印node数据,接着遍历node的左子树,然后遍历其右子树。

4.树的中序遍历和后序遍历

4.1中序遍历

由树的前序遍历我们就可以知道中序遍历该怎样操作,那就是将cout<<node->data<<' ';PreOrderVisit(node->left);调换一下位置即可(当然PreOrderVisit()函数也要相应的变成InOrderVisit()函数),即:

void InOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {
            InOrderVisit(node->left);
            cout<<node->data<<' ';
            InOrderVisit(node->right);
        }   
}

4.2后序遍历

同样的,后序遍历即将cout<<node->data<<' ';放到最后面即可,即:

void PostOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {
            PostOrderVisit(node->left);
            PostOrderVisit(node->right);
            cout<<node->data<<' ';
        }   
}

5.验证

下面给出一个完整的程序例子,验证结果是否正确。

程序代码

#include<iostream>
using namespace std;
struct node{
    int data;
    struct node* left;
    struct node* right;
};
void visit(struct node* node);
struct node* newNode(int data);
struct node* insert(struct node* node,int data);
void PreOrderVisit(struct node* node);
void InOrderVisit(struct node* node);
void PostOrderVisit(struct node* node);
int main()
{
        node* BT = new node;   //申请结点
        int n,m;
        cin>>n;           //n为树的结点总数
        cin>>m;
        BT->data = m;     //给根结点赋值
        BT->left =NULL;   //根结点指针置NULL
        BT->right=NULL;
        //插入n-1个结点,因为根结点已经有了
        for(int i=n-1;i>0;i--)   
            {
                cin>>m;
                insert(BT,m);
            }
        cout<<"PreOrderVisit: ";
        PreOrderVisit(BT);  //前序遍历
        cout<<endl;
        cout<<"InOrderVisit: ";
        InOrderVisit(BT);   //中序遍历
        cout<<endl;
        cout<<"PostOrderVisit: ";
        PostOrderVisit(BT);   //后序遍历
        cout<<endl;
    return 0;   
}
struct node* newNode(int data)
{
    struct node* a = new node;
    a->data = data;
    a->left = NULL;
    a->right = NULL;
    return a;
}
struct node* insert(struct node* node,int data)
{
    if(node==NULL)
        return newNode(data);
    else
    {
        if(data<=node->data)
            node->left=insert(node->left,data);
        else
            node->right=insert(node->right,data);

        return node;
    }
}


void PreOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {
            cout<<node->data<<' ';      
            PreOrderVisit(node->left);
            PreOrderVisit(node->right);


        }   
}
void InOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {

            InOrderVisit(node->left);
            cout<<node->data<<' ';
            InOrderVisit(node->right);


        }   
}
void PostOrderVisit(struct node* node)
{
    if(node==NULL)
        return;
    else
        {

            PostOrderVisit(node->left);
            PostOrderVisit(node->right);
            cout<<node->data<<' ';  

        }   
}

例:假设有下面这样一个树:

这棵树有四个结点,分析可知,三种遍历的结果应该如下:

  • 前序遍历:2 1 10 5

  • 中序遍历:1 2 5 10

  • 后序遍历:1 5 10 2

来看程序运行结果是否与分析的结果一致,运行程序,依次输入4 2 1 10 5得到如下结果:

可见,程序运行结果和分析得到的结果一致,证明程序算法是正确的。需要注意的是:

创建树的时候,输入元素顺序必须从上至下,从左至右,如下面这棵树输入顺序必须是:2 1 10 5,如果输入顺序不对,得到的将是另外一棵树,比如,输入2 10 1 5得到的是:

原文链接:https://www.f2er.com/datastructure/382530.html

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