代码实现层序遍历二叉树（C语言）

目录

深度和广度优先遍历

层序遍历思路和代码实现

思路

代码实现

队列相关代码

层序遍历代码

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深度和广度优先遍历

在之前的这篇博客二叉树的概念及三种遍历方法（C语言）_Perfectkn的博客-优快云博客中，代码实现了二叉树的前中后序遍历，其实这种遍历叫深度优先遍历。即这种遍历和二叉树深度有关，访问到最深，递归回来继续访问其他的。

而层序遍历，就是广度优先遍历，即以根为主，一层一层往下遍历。借助队列的先进先出。核心思路就是：上一层带下一层。

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层序遍历思路和代码实现

思路

借助队列先进先出的方法，以上面二叉树为例，先访问第一层根结点A，放到队列里面，此时判断队列不为空，因为有结点A。然后A出队列先遍历A。

再把下一层B和C放入队列，此时判断队列不为空。只取出结点B，一次只能取一个。

再把B的下一层D和E放入队列，此时判断队列不为空，队列有CDE。然后取出结点C。

结点C下面没有其他与之相连结点，此时队列还有DE，取出结点D。

D下面没有结点，此时队列还有E，取出结点E。E下一层也没有其他结点

最后判断队列为空，遍历结束。

即遍历结束标志：队列为空。

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代码实现

队列相关代码

Queue.h

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

// 前置声明
struct BinaryTreeNode;

typedef struct BinaryTreeNode* QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
}Queue;

void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestory(Queue* pq);

// 队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头出
void QueuePop(Queue* pq);
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);

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Queue.c

#include "Queue.h"

void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueueDestory(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	pq->head = pq->tail = NULL;
}

// 队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}

	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

// 队头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	// 1、一个
	// 2、多个
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
}


QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->tail->data;
}

int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	int size = 0;
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		++size;
		cur = cur->next;
	}

	return size;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}

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层序遍历代码

void LevelOrder(BTNode* root)
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);
	if (root != NULL)
		QueuePush(&q, root);
	while (!QueueEmpty(&q))  //队列不为空则继续
	{
		BTNode* front = QueueFront(&q);
		QueuePop(&q);
		printf("%c", front->data);

		if (front->left) //左边不为空
		{
			QueuePush(&q, front->left);
		}
		if (front->right)
		{
			QueuePush(&q, front->right);
		}
	}
	printf("\n");
	QueueDestory(&q);
}

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main函数直接调用LevelOrder();即可，括号里面加一个根结点，比如A。

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