C++学习：【PTA】7-1 实验3-1（二叉树）

7-1 实验3-1（二叉树）

用链表的方式实现二叉树的存储和基本操作，包括CreateBinTree()、PreorderTraversal()、InorderTraversal()、PostorderTraversal()等操作。

输入格式:
输入为一行字符型数据，字符之间无空格，表示二叉树的层序生成序列，’0’表示空结点。例如：ABCDFGI00E00H000000。

输出格式:
分别按先序、中序、后序遍历输出二叉树中结点的字符，结点字符之间没有空格，每种遍历顺序的输出占一行。例如，对于上面的示例输入，输出为：

ABDFECGHI

DBEFAGHCI

DEFBHGICA

输入样例:
在这里给出一组输入。例如：

ABCD0EF0G0HI0000000

输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：

ABDGCEHFI
DGBAEHCIF
GDBHEIFCA

代码长度限制 16 KB 时间限制 400 ms 内存限制 64 MB 栈限制 8192 KB

#include <iostream>
#include <queue>
#include <stack>
#define NoInfo '0'  // 用‘0’表示没有结点
using namespace std;

typedef char ElementType;  // 假设结点数据是字符串类型
typedef struct TNode * Position;  // 结点TNode定义为Position
typedef Position BinTree;  // 重命名为二叉树
struct TNode {  // 树的结点TNode定义
    ElementType Data;
    BinTree Left;  // 指向左子树
    BinTree Right;  // 指向右子树
};

BinTree CreatBinTree(string str) {
    // 创建二叉树，层序创建法
    // 这里读入所有字符串str
    ElementType Data;
    BinTree BT, T;
    queue<BinTree> Q;  //创建空队列
    int index = 0;  // 字符串读取索引

    // 建立第一个结点，即根节点
    Data = str[index++];  // 读取根结点数据
    if(Data != NoInfo) {  // 如果根结点存在
        BT = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));  // 分配内存给新结点
        BT->Data = Data;
        BT->Left = BT->Right = NULL;  // 初始化，新结点左右置空
        Q.push(BT);  // 新结点入队
    }else return NULL;  // 若根结点不存在，返回空树

    // 取出队列元素添加孩子
    while (!Q.empty()) {
        T = Q.front();Q.pop();  // 取出队列元素并删除
        // 添加左孩子
        Data = str[index++];  // 读取下一个数据
        if(Data == NoInfo) T->Left = NULL;  // 若无左孩子，则置空
        else {  // 若有左孩子，则分配新节点，新结点入队
            T->Left = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));  // 分配新结点内存
            T->Left->Data = Data;
            T->Left->Left = T->Left->Right = NULL;  // 初始化，新结点左右置空
            Q.push(T->Left);  // 新结点入队
        }
        // 添加右孩子
        Data = str[index++];  // 读取下一个数据
        if(Data == NoInfo) T->Right = NULL;  // 若无右孩子，则置空
        else {  // 若有右孩子，则分配新结点，新结点入队
            T->Right = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));  // 分配新结点内存
            T->Right->Data = Data;
            T->Right->Left = T->Right->Right = NULL;  // 初始化，新结点左右置空
            Q.push(T->Right);  // 新结点入队
        }  // 结束while
    }
    return BT;  // 返回构建好的树BT
}

// 二叉树的访问操作
void Visit(BinTree T) {
    cout << T->Data;  // 打印结点数据Data
}

// 二叉树的遍历-递归法
void InorderTraveral(BinTree BT) {
    // 中序遍历法
    if(BT) {
        InorderTraveral(BT->Left);
        Visit(BT);
        InorderTraveral(BT->Right);
    }
}

void PreorderTraveral(BinTree BT) {
    // 先序遍历法
    if(BT) {
        Visit(BT);
        PreorderTraveral(BT->Left);
        PreorderTraveral(BT->Right);
    }
}

void PostorderTraveral(BinTree BT) {
    // 后序遍历法
    if(BT) {
        PostorderTraveral(BT->Left);
        PostorderTraveral(BT->Right);
        Visit(BT);
    }
}

void DestroyBinTree(BinTree BT) {
    // 释放二叉树内存（可选，但建议添加）
    if (BT) {  // 后序遍历法删除所有结点
        DestroyBinTree(BT->Left);
        DestroyBinTree(BT->Right);
        free(BT);
    }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    string input;  // 定义输入的字符串input
    cin >> input;
    /* 输入ABCD0EF0G0HI0000000
     * 树的结构如下：
     *  A
       / \
      B   C
     /   / \
    D   E   F
     \   \ /
      G   H I
     */
    BinTree B = CreatBinTree(input);  // 创建二叉树
    PreorderTraveral(B); cout << endl;
    InorderTraveral(B); cout << endl;
    PostorderTraveral(B); cout << endl;

    DestroyBinTree(B);  // 释放内存
}