二叉树(2)——遍历的非递归实现

本文详细介绍了如何通过非递归方式实现二叉树的中序遍历,相较于递归算法,这种方法能显著提高效率。通过使用栈数据结构,实现了中序遍历算法,并通过实例演示了其具体应用过程。

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算法概述

递归算法简洁明了、可读性好,但与非递归算法相比要消耗更多的时间和存储空间。为提高效率,我们可采用一种非递归的二叉树遍历算法。非递归的实现要借助栈来实现,因为堆栈的先进后出的结构和递归很相似。

对于中序遍历来说,非递归的算法比递归算法的效率要高的多。其中序遍历算法的实现的过程如下:

(1).初始化栈,根结点进栈;

(2).若栈非空,则栈顶结点的左孩子结点相继进栈,直到null(到叶子结点时)退栈;访问栈顶结点(执行visit操作)并使栈顶结点的右孩子结点进栈成为栈顶结点。

(3).重复执行(2),直至栈为空。

算法实现

package datastructure.tree;

import datastructure.stack.ArrayStack;
import datastructure.stack.Stack;

public class UnrecOrderBTree implements Visit{
	private Stack stack = new ArrayStack();
	private BTree bt;
	@Override
	public void visit(BTree btree) {
		System.out.print("\t" + btree.getRootData());
	}
	
	public void inOrder(BTree boot) {
		stack.clear();
		stack.push(boot);
		while(!stack.isEmpty()) {
			//左孩子结点进栈
			while((bt = ((BTree)(stack.peek())).getLeftChild()) != null) {
				stack.push(bt);
			}
			//如果该结点没有右孩子,则逐级往上出栈
			while(!stack.isEmpty() &&!( (BTree)stack.peek() ).hasRightTree()) {
				bt = (BTree)stack.pop();
				visit(bt);
			}
			//如果该结点有右孩子,则右孩子进栈
			if(!stack.isEmpty() && ( (BTree)stack.peek() ).hasRightTree()){
				bt = (BTree)stack.pop();
				visit(bt);
				stack.push(bt.getRightChild());
			}
		}
	}

}


测试:



要构建的树

package datastructure.tree;
/**
 * 测试二叉树
 * @author Administrator
 *
 */
public class BTreeTest {
	public static void main(String args[]) {
		BTree btree = new LinkBTree('A');
		BTree bt1, bt2, bt3, bt4;
		bt1 = new LinkBTree('B');
		btree.addLeftTree(bt1);
		bt2 = new LinkBTree('D');
		bt1.addLeftTree(bt2);
		
		bt3 =  new LinkBTree('C');
		btree.addRightTree(bt3);
		bt4 =  new LinkBTree('E');
		bt3.addLeftTree(bt4);
		bt4 =  new LinkBTree('F');
		bt3.addRightTree(bt4);
		
		RecursionOrderBTree order = new RecursionOrderBTree();
		System.out.println("\n中序遍历:");
		order.inOrder(btree);
		
	}
}

结果如下:


中序遍历:
D B AE C F

#include #include //#define error 0 //#define OVERFLOW -1 //#define ok 1 #define MAXSIZE 100 typedef char TElemType; typedef int Status; typedef struct BiTNode{ //树的结点 TElemType data; struct BiTNode *lchild,*rchild; }BiTNode,*BiTree; typedef BiTree datatype; typedef struct { datatype data[MAXSIZE]; int top; }sqstack; typedef sqstack *STK; Status CreateBiTree(BiTree *T) { //先序建立二叉树 char ch; ch=getchar(); if(ch=='#') (*T)=NULL; //#代表空 else { (*T)=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); (*T)->data=ch; CreateBiTree(&(*T)->lchild); //先序建立左子树 CreateBiTree(&(*T)->rchild); //先序建立右子树 } return 1; } STK initstack() //栈的初始化 { STK s; s=(STK)malloc(MAXSIZE*sizeof(sqstack)); s->top=0; return s; //返回指向栈地址的指针 } Status stackempty(STK s) //判断栈是否为空 { return(s->top==0); } Status push(STK s,datatype *e) //压栈函数 { if(s->top==MAXSIZE) //栈满,则返回错误 return 0; else { s->data[s->top]=*e; (s->top)++; return 1; } } Status pop(STK s,datatype *e) //出栈函数 { if(stackempty(s)) //判断栈是否为空 return 0; else { s->top--; *e=s->data[s->top]; //用e接受栈顶元素 return 1; } } Status inordertraverse(BiTree T) //中序非递归遍历二叉树 { STK s; s=initstack(); // BiTree T; BiTree p; p=T; while (p||!stackempty(s)) { if(p) { push(s,&p); p=p->lchild; } else { pop(s,&p); printf("%2c",p->data); p=p->rchild; }//else }//while return 1; }//inordertraverse void main() { BiTree T=NULL; printf("\n Creat a Binary Tree .\n"); //建立一棵二叉树T* CreateBiTree( &T ); printf ("\nThe preorder is:\n"); inordertraverse(T); }
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