C语言-线索二叉树

一、线索二叉树的定义

        我们使用二叉树时,n个节点的二叉树至少会产生n+1个空指针;同时,在某种遍历方式下寻找到其前驱或后驱节点并不方便,为了解决这个问题,我们可以将这些空指针记录前后驱的关系,从而在节约空间的同时方便遍历。

        我们使所有原本为空的rchild指针改为指向该节点在某序序列中的后继,所有原本为空的lchild指针改为指向该节点的某序序列的前驱

        由以上定义可知,二叉树的线索化何其遍历的方式有关。下图就是不同遍历顺序形成的线索二叉树

        那么,我们又如何知道二叉树的lchild指向的是左子节点还是前驱呢?我们可以定义标位符ltag和rtag。并规定:ltag==0,指向左子节点;ltag==1,指向前驱结点。rtag==0,指向右子节点;rtag==1,指向后继结点。这样,我们写出线索二叉树的存储结构:

typedef struct  bitreenode {
	int data;
	struct bitreenode* lchild, * rchild;
	int ltag, rtag;
}bitreenode;

 二、中序线索化算法

        在二叉树中序遍历过程中,“访问结点”的行为就是将结点的空指针改为指向中序前驱或中序后继的线索。设指针T指向当前访问的结点,为了记下结点的前驱、后继关系,设置一个初值为NULL 的全局指针变量 pre,令 pre始终指向当前访问结点T的直接前驱,即pre是T的中序前驱,T是pre的中序后继。这样,“访问结点”执行的操作是:如果pre有空的rchild,则填写pre的rtag,令其指向T;如果T有空的lchild,则填写T的ltag,令其指向pre。

// 通过中序遍历对二叉树线索化的递归算法:
bitreenode* pre = NULL;//保持
### 如何使用C语言构建和初始化二叉树 在C语言中,可以通过定义结构体来表示二叉树的节点,并利用动态内存分配完成二叉树的创建与初始化。以下是详细的说明以及示例代码。 #### 结构体定义 为了实现二叉树,可以先定义一个`TreeNode`结构体,该结构体包含三个部分:数据域、指向左子节点的指针和指向右子节点的指针[^1]。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树节点结构体 typedef struct TreeNode { int data; // 数据域(这里假设为整数) struct TreeNode* left; // 左子节点指针 struct TreeNode* right; // 右子节点指针 } TreeNode; ``` #### 创建新节点 通过编写一个函数`createNode`,可以在运行时动态地创建一个新的二叉树节点并为其赋值。此函数会调用`malloc`函数分配内存空间。 ```c // 动态创建新的二叉树节点 TreeNode* createNode(int value) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); if (!newNode) { printf("Memory allocation failed!\n"); exit(1); } newNode->data = value; // 设置节点的数据 newNode->left = NULL; // 初始化左子节点为空 newNode->right = NULL; // 初始化右子节点为空 return newNode; // 返回新建的节点地址 } ``` #### 构建简单的二叉树 下面是一个例子,展示如何使用上述方法逐步建立一棵小型的二叉树: ```c int main() { // 创建根节点 TreeNode* root = createNode(1); // 创建左右子节点 root->left = createNode(2); // 添加左子节点 root->right = createNode(3); // 添加右子节点 // 继续扩展树形结构 root->left->left = createNode(4); root->left->right = createNode(5); // 打印验证 printf("Binary tree created successfully.\n"); return 0; } ``` 以上程序片段展示了基本操作流程——从根节点开始逐层添加其对应的左右子节点直到形成完整的二叉树形状。 #### 平衡调整功能简介 如果涉及到更复杂的场景比如AVL树,则还需要额外考虑旋转等平衡维护机制。例如,在处理右右型不平衡情况下的修复逻辑可通过特定算法实现[^2]: ```c struct Tree* right_right(struct Tree* root){ ... } ``` 需要注意的是实际应用中的具体细节可能会有所不同,因此建议根据实际情况灵活修改相关参数设置以满足项目需求。 ---
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