本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。
普通二叉树的增删查改没有价值,如果是为了单纯存储数据,不如使用线性表
我们这一节的学习是为了更好的控制它的结构,为之后学习更复杂的搜索二叉树打基础。并且很多二叉树的OJ算法题都出在普通二叉树上。
1. 前置说明
在学习二叉树的基本操作前,需先要创建一棵二叉树,然后才能学习其相关的基本操作。由于现在大家对二 叉树结构掌握还不够深入,为了降低大家学习成本,此处手动快速创建一棵简单的二叉树,快速进入二叉树 操作学习,等二叉树结构了解的差不多时,我们反过头再来研究二叉树真正的创建方式。
typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
struct BinaryTreeNode* left;
struct BinaryTreeNode* right;
BTDataType data;
}BTNode;
BTNode* BuyBTNode(BTDataType x)
{
BTNode* node = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
assert(node);
node->data = x;
node->left = node->right = NULL;
return node;
}
BTNode* CreateBinaryTree()
{
BTNode* node1 = BuyBTNode(1);
BTNode* node2 = BuyBTNode(2);
BTNode* node3 = BuyBTNode(3);
BTNode* node4 = BuyBTNode(4);
BTNode* node5 = BuyBTNode(5);
BTNode* node6 = BuyBTNode(6);
node1->left = node2;
node1->right = node4;
node2->left = node3;
node4->left = node5;
node4->right = node6;
return node1;
}
注意:上述代码并不是创建二叉树的方式,真正创建二叉树方式后序详解重点讲解。 再看二叉树基本操作前,再回顾下二叉树的概念, 二叉树是:
空树
非空:根节点,根节点的左子树、根节点的右子树组成的
从概念中可以看出,二叉树定义是==递归式==的,因此==后序基本操作中基本都是按照该概念实现的==
2. 二叉树的遍历
学习二叉树结构,最简单的方式就是遍历。所谓二叉树遍历(Traversal)是按照某种特定的规则,依次对二叉树中的节点进行相应的操作,并且每个节点只操作一次。访问结点所做的操作依赖于具体的应用问题。
遍历是二叉树上最重要的运算之一,也是二叉树上进行其它运算的基础。
按照规则,二叉树的遍历有:前序/中序/后序的递归结构遍历:
:one:前序遍历——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前。(根:arrow_right:左子树:arrow_right:右子树)
:two:中序遍历——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。(左子树:arrow_right:根:arrow_right:右子树)
:three:后序遍历——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后。 (左子树:arrow_right:右子树:arrow_right:根)
由于被访问的结点必是某子树的根,所以N(Node)、L(Left subtree)和R(Right subtree)又可解释为根、根的左子树和根的右子树。NLR、LNR和LRN分别又称为先根遍历、中根遍历和后根遍历。
除了深度优先遍历(DFS):先序遍历、中序遍历、后序遍历外,还可以对二叉树进行广度优先遍历(BFS):层序遍历。
层序遍历——自上而下,自左至右逐层访问
2.1 二叉树前序遍历
按橙色序号顺序看,效果更好!
==顺序:根:arrow_right:左子树:arrow_right:右子树==
解析:(相同颜色代表遍历同一个根的左子树和右子树,搭配上面的图解和下面的动图一同食用效果更佳<( ̄︶ ̄)>)
根(1)
根(1)的左子树(2)
此时2成了新的根,根(2)的左子树(3)
此时3成了新的根,根(3)的左子树(NULL)
回退,访问根(3)的右子树(NULL)
回退,访问根(2)的右子树(NULL)
回退,访问根(1)的右子树(4)
此时4成了新的根,根(4)的左子树(5)
此时5成了新的根,根(5)的左子树(NULL)
回退,访问根(5)的右子树(NULL)
回退,访问根(4)的右子树(6)
此时6成了新的根,根(6)的左子树(NULL)
回退,访问根(6)的右子树(NULL)
回退到6,再回退到4,最后整棵树都遍历完毕了
==前序遍历结果:1 2 3 4 5 6==
如果还不理解建议看看递归的知识复习一下,c语言自学教程——函数是我好久之前写的,最后一部分详细地讲了递归
void PreOrder(BTNode* root)
{
if (root == NULL)
{
printf("NULL ");
return;
}
printf("%d ", root->data);//根
PreOrder(root->left);//左子树
PreOrder(root->right);//右子树
}
2.2 二叉树中序遍历
你已经是个大人了,要学会自己分析、理解啦。
中序和后序遍历跟前序遍历的思路一模二样,在这就不详细画图解释咯。 (*•̀ㅂ•́)و
==顺序:左子树:arrow_right:根:arrow_right:右子树==
==中序遍历结果:3 2 1 5 4 6==
void InOrder(BTNode* root)//中序
{
if (root == NULL)
{
printf("NULL ");
return;
}
InOrder(root->left);
printf("%d ", root->data);
InOrder(root->right);
}
2.3 二叉树后序遍历
==顺序:左子树:arrow_right:右子树:arrow_right:根==
==后序遍历结果:3 2 5 6 4 1==
void PostOrder(BTNode* root)
{
if (root == NULL)
{
printf("NULL ");
return;
}
InOrder(root->left);
InOrder(root->right);
printf("%d ", root->data);
}
2.4 二叉树层序遍历
设二叉树的根节点所在层数为1,层序遍历就是从所在二叉树的根节点出发,首先访问第一层的树根节点,然后从左到右访问第2层上的节点,接着是第三层的节点,以此类推,==自上而下,自左至右逐层访问==树的结点的过程就是层序遍历。
思路:先把根入队列,运用队列先进先出的性质,上一层的节点出的时候,带下一层的节点进去(在节点不为空的情况下:bangbang:)。
==层序遍历结果:A B C D E F G H I==
void LevelOrder(BTNode* root)
{
Queue q;
QueueInit(&q);
if (root)
{
QueuePush(&q, root);
}
while (!QueueEmpty(&q))
{
BTNode* front = QueueFront(&q);
QueuePop(&q);
printf("%d ", front->data);
if (front->left)
{
QueuePush(&q, front->left);
}
if (front->right)
{
QueuePush(&q, front->right);
}
}
QueueDestory(&q);
}