【数据结构】非递归实现二叉树的先序遍历

1.算法思想

借助栈来实现二叉树的非递归先序遍历。访问某结点后，要将该结点的指针添加到栈中，以便能够通过该结点找到他的右子树，以如下一个简易的的二叉树作为示例：

当遍历的根结点为T，其基本思想为：

1. 当T != NULL时，说明当前T所指的二叉树不空，因此将其添加到栈中，然后再遍历它的左子树。
2. 当T == NULL时，说明该根结点为空，那么此时栈顶结点就是当前T的父结点，将栈顶结点出栈，就能根据栈顶结点访问其右子树，并将其入栈。

2.定义结构体

typedef struct BiNode {
    int data;
    struct BiNode *lchild, *rchild;
} BiNode, *BiTree;

3.函数实现

void PreOrder(BiTree T) {
    int top = -1;   //栈顶指针
    BiNode* S[MAXSIZE]; //栈
    //当栈为空且所指根结点为空，说明该二叉树遍历完成
    while (T != NULL || top != -1) {
        while (T != NULL) {//当T不为空，说明该根结点存在，则遍历
            S[++top] = T;
            printf("%d\t", T->data);
            T = T->lchild;
        }
        //此时T == NULL退出循环，说明当前栈顶结点的左子树为空，开始遍历其右子树
        if (top != -1) {
            T = S[top--];
            T = T->rchild;
        }
    }
}

4.运行结果

5 .完整代码

#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 100

//定义结构体
typedef struct BiNode {
    char data;
    struct BiNode *lchild, *rchild;
} BiNode, *BiTree;

/*非递归先序遍历
1.设要遍历的根结点为T，此时T有两种情况：
 1.1 当T != NULL，说明当前根结点存在，那么就将其加入到栈中，然后遍历他的左子树
 1.2 当T ==
NULL，说明该根结点不存在，则此时的栈顶结点是T的父结点，那么将栈顶结点弹出
     并遍历该栈顶结点的右子树
*/
void PreOrder(BiTree T) {
    int top = -1;   //栈顶指针
    BiNode* S[MAXSIZE]; //栈
    //当栈为空且所指根结点为空，说明该二叉树遍历完成
    while (T != NULL || top != -1) {
        while (T != NULL) {//当T不为空，说明该根结点存在，则遍历
            S[++top] = T;
            printf("%d\t", T->data);
            T = T->lchild;
        }
        //此时T == NULL退出循环，说明当前栈顶结点的左子树为空，开始遍历其右子树
        if (top != -1) {
            T = S[top--];
            T = T->rchild;
        }
    }
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    BiTree l1 = (BiTree)malloc(sizeof(BiNode));
    BiNode *l2 = (BiNode *)malloc(sizeof(BiNode));
    BiNode *l3 = (BiNode *)malloc(sizeof(BiNode));
    BiNode *l4 = (BiNode *)malloc(sizeof(BiNode));
    l1->data = 1;
    l2->data = 2;
    l3->data = 3;
    l4->data = 4;
    l1->lchild = l2;
    l1->rchild = l3;
    l2->lchild = NULL;
    l2->rchild = l4;
    l3->lchild = NULL;
    l3->rchild = NULL;
    l4->lchild = NULL;
    l4->rchild = NULL;
    printf("先序遍历的结果为：\n");
    PreOrder(l1);
    return 0;
}