中序线索链表C++代码实现(自己创新,较好理解)

知识预备:
1.线索二叉树 :n个结点的二叉链表中含有n+1(2n-(n-1)=n+1)个空指针域。利用二叉链表中的空指针域,存放指向结点在某种遍历次序下的前趋和后继结点的指针(这种附加的指针称为"线索")。

2.这种加上了线索的二叉链表称为线索链表,相应的二叉树称为线索二叉树(Threaded BinaryTree)。根据线索性质的不同,线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种。

3.二叉树的遍历本质上是将一个复杂的非线性结构转换为线性结构,使每个结点都有了唯一前驱和后继(第一个结点无前驱,最后一个结点无后继)。对于二叉树的一个结点,查找其左右子女是方便的,其前驱后继只有在遍历中得到。为了容易找到前驱和后继,有两种方法。一是在结点结构中增加向前和向后的指针fwd和bkd,这种方法增加了存储开销,不可取;二是利用二叉树的空链指针。现将二叉树的结点结构重新定义如下:
lchild
ltag
data
rtag
rchild
其中:ltag=0 时lchild指向左子女;
ltag=1 时lchild指向前驱;
rtag=0 时rchild指向右子女;
rtag=1 时rchild指向后继;

代码实现:

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

struct ThrNode //生成线索链表的节点
{
    char data;
    ThrNode *lchild,*rchild,*pre;
    int ltag,rtag;
};

struct Node //生成队列用的结点
{
    ThrNode *name;
    Node *next;
};

class InThrBitree
{
public:
    InThrBitree();
    ~InThrBitree() ;
    ThrNode *Next(ThrNode *p); //寻找线索链表的下一个结点
    void FindPre();
    void InOrder()
    {
        InOrder(root); //中序遍历二叉树,结点依次入队
    }
    void Print();
private:
    ThrNode * root;
    Node * front,*rear,*s;
    ThrNode * Creat(ThrNode *bt); //构造二叉树
    void InOrder (ThrNode *bt);
    void ThrBiTree();  //生成线索链表
};

InThrBitree::InThrBitree()
{
    s=new Node;
    s->next=NULL;
    front=rear=s; //初始化队列
    root=Creat(root);
    InOrder();
    FindPre();
    ThrBiTree();
}

ThrNode * InThrBitree::Creat(ThrNode *bt)
{
    char ch;
    cin>>ch;
    if (ch=='#') bt=NULL;
    else
    {
        bt=new ThrNode;
        bt->data=ch;
        bt->ltag=0;
        bt->rtag=0;
        bt->lchild=Creat(bt->lchild);
        bt->rchild=Creat(bt->rchild);
    }
    return bt;
}

void InThrBitree::InOrder(ThrNode* bt)
{
    if(bt==NULL) return;
    else
    {
        InOrder(bt->lchild);
        s=new Node;
        s->name=bt;
        bt->pre=NULL;
        s->next=NULL;
        rear->next=s;
        rear=s;
        InOrder(bt->rchild);
    }
}

void InThrBitree::FindPre()
{
    Node *r;
    r=front->next->next;
    s=front;
    while(r!=NULL)
    {
        s=s->next;
        r->name->pre=s->name;
        r=r->next;
    }

}
void InThrBitree::ThrBiTree()
{

    Node *bt=front->next;
    while(bt!=NULL)
    {
        if(bt->name->lchild==NULL)
        {
            bt->name->ltag=1;
            bt->name->lchild=bt->name->pre;
        }
        if(bt->name->rchild==NULL)
        {
            bt->name->rtag=1;
        }
        if(bt->name->pre!=NULL)
        {
            if(bt->name->pre->rtag==1)
            {
                bt->name->pre->rchild=bt->name;
            }
        }
        bt=bt->next;
    }
}

ThrNode* InThrBitree::Next(ThrNode *p)
{
    ThrNode *q;
    if(p->rtag==1) q=p->rchild;
    else
    {
        q=p->rchild;
        while(q->ltag==0)
            q=q->lchild;
    }
    return q;
}

void InThrBitree::Print()
{

    ThrNode *p;
    if(root==NULL) return;
    p=root;
    while(p->ltag==0)
        p=p->lchild;
        //cout<<p->data;
    if(p->lchild==NULL)cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<"NULL"<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<p->rchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
    else if(p->rchild==NULL)cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<p->lchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<"NULL"<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
    else
        cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<p->lchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<p->rchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
    while(p->rchild!=NULL)
    {
        p=Next(p);
        if(p->lchild==NULL)cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<"NULL"<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<p->rchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
        else if(p->rchild==NULL)cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<p->lchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<"NULL"<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
        else
            cout<<setw(3)<<p->ltag<<"  "<<setw(6)<<p->lchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->data<<"  "<<setw(5)<<p->rchild->data<<"  "<<setw(5)<<p->rtag<<endl;
       // cout<<p->data;
    }

}

InThrBitree::~InThrBitree()
{
    s=front;
    while(front!=NULL)
    {
        s=front;
        front=front->next;
        delete s;
    }
    delete front,rear;
}
int main()
{
    cout<<"请输入你的二叉树:"<<endl;
    InThrBitree mytree;
    cout<<endl<<"生成的中序线索链表为:"<<endl;
    cout<<endl<<"ltag  lchild  data  rchild  rtag"<<endl;
    mytree.Print();
    return 0;
}

有不懂的朋友可以给我发邮件:951328469@qq.com
有不足的地方也请批评指正.

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