[C++]二叉树 四种遍历/节点高度/子节点个数

博客介绍了二叉树的基本操作,包括遍历(前序、中序、后序用递归,层次用队列)、计算某节点高度和以某节点为根的二叉树节点个数(均用递归),还提及了相关代码。

基本操作

1.遍历:前序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历
前三者使用递归实现、层次遍历使用队列实现
2.计算某节点的高度:递归
3.计算以某节点为根节点的二叉树的节点个数:递归

代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;
template<class T>
struct binaryTreeNode//定义二叉树节点
{
	T element;//当前节点数值
	binaryTreeNode<T>* leftChild;//左子节点指针
	binaryTreeNode<T>* rightChild;//右子节点指针
	binaryTreeNode()
	{
		leftChild = NULL;
		rightChild = NULL;
	}
	binaryTreeNode(const T& theElement)
	{
		element = theElement;
		leftChild = NULL;
		rightChild = NULL;
	}
	binaryTreeNode(const T& theElement, binaryTreeNode<T>* LEFT, binaryTreeNode<T>* RIGHT)
	{
		element = theElement;
		leftChild = LEFT;
		rightChild = RIGHT;
	}
};
template<class T>
int height(binaryTreeNode<T>* node)//获得某一节点下二叉树的高度
{
	if (node == nullptr)
		return 0;
	int leftHeight = height(node->leftChild);
	int rightHeight = height(node->rightChild);
	if (leftHeight > rightHeight)
		return ++leftHeight;
	else
		return ++rightHeight;
}
template<class T>
int countNode(binaryTreeNode<T>* node)//获取某一节点下二叉树的节点个数
{
	if (node == nullptr)
		return 0;
	int leftCount = countNode(node->leftChild);
	int rightCount = countNode(node->rightChild);
	return leftCount + rightCount + 1;
}
template<class T>
class binaryTree
{
public:
	binaryTree()
	{
		root = new binaryTreeNode<T>(1);
		treeSize = 1;
		nodeArray.clear();
	}
	
	void createTree()//创建二叉树
	{
		int n;
		cin >> n;
		for (int i = 1; i <= n; i++)
		{
			binaryTreeNode<T>* temp = root;
			queue<binaryTreeNode<T>*> treeQueue;
			
			while (temp != nullptr&&temp->element!=i)
			{
				if (temp->leftChild != nullptr)
					treeQueue.push(temp->leftChild);
				if (temp->rightChild != nullptr)
					treeQueue.push(temp->rightChild);
				if (treeQueue.empty())
					return;
				temp = treeQueue.front();
				treeQueue.pop();
			}
			T L, R;
			cin >> L >> R;
			if (L != -1)
			{
				temp->leftChild = new binaryTreeNode<T>(L);
				treeSize++;
			}
			if (R != -1)
			{
				temp->rightChild = new binaryTreeNode<T>(R);
				treeSize++;
			}
			
		}
		nodeArray.clear();
		for (int i = 0; i < treeSize; i++)
			nodeArray.push_back(nullptr);
		getArray(root);
	}
	void preOrder() { preOrder(root); }
	void inOrder() { inOrder(root); }
	void postOrder() { postOrder(root); }
	void levelOrder() { levelOrder(root); }
	void level_height() { level_height(root); }
	void level_countNode() { level_countNode(root); }

	
private:
	binaryTreeNode<T>* root;//根节点
	int treeSize;//节点个数
	vector<binaryTreeNode<T>*> nodeArray;//按顺序存放节点指针

	
	void preOrder(binaryTreeNode<T>* node)//前序遍历
	{
		if (node != nullptr)
		{
			cout << node->element << " ";
			preOrder(node->leftChild);
			preOrder(node->rightChild);
		}
	}
	void inOrder(binaryTreeNode<T>* node)//中序遍历
	{
		if (node != nullptr)
		{
			inOrder(node->leftChild);
			cout << node->element << " ";
			inOrder(node->rightChild);
		}
	}
	void postOrder(binaryTreeNode<T>* node)//后序遍历
	{
		if (node != nullptr)
		{
			postOrder(node->leftChild);
			postOrder(node->rightChild);
			cout << node->element << " ";
		}
	}
	void getArray(binaryTreeNode<T>* node)//前序遍历二叉树,把各个节点的指针按顺序存放在指针数组中
	{
		if (node != nullptr)
		{
			nodeArray[(int)node->element-1] = node;
			getArray(node->leftChild);
			getArray(node->rightChild);
		}
	}
	void levelOrder(binaryTreeNode<T>* node)//层次遍历
	{
		queue<binaryTreeNode<T>*> treeQueue;
		binaryTreeNode<T>* temp = node;
		while (temp != nullptr)
		{
			cout << temp->element << " ";
			if (temp->leftChild != nullptr)
				treeQueue.push(temp->leftChild);
			if (temp->rightChild != nullptr)
				treeQueue.push(temp->rightChild);
			if (treeQueue.empty())
				return;
			temp = treeQueue.front();
			treeQueue.pop();
		}
	}
	void level_height(binaryTreeNode<T>* node)//利用之前建立好的指针数组,可直接按顺序输出以各节点为根节点的二叉树的高度
	{
		for (int i = 0; i < treeSize; i++)
		{
			if (nodeArray[i] != nullptr)
				cout << height(nodeArray[i]) << " ";
		}
			
	}
	void level_countNode(binaryTreeNode<T>* node)//利用之前建立好的指针数组,可直接按顺序输出以各节点为根节点的二叉树的节点个数
	{
		for (int i = 0; i < treeSize; i++)
		{
			if (nodeArray[i] != nullptr)
				cout << countNode(nodeArray[i]) << " ";
		}
			
	}
};
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