二叉树的层序生成与层序遍历

本文介绍了一个C++程序,通过层序方式创建二叉树,并实现队列操作。重点在于`BinTreeCreateTree`函数,展示了如何从输入字符流构建二叉树并进行级序遍历。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

输入样例:

a b c d f g i 0 0 e 0 0 h 0 0 0 0 0 0

输出样例:

a b c d f g i e h
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NoInfo '0'
int MaxSize =100;
typedef struct TNode* Position;
typedef char ElementType;
typedef struct TNode* BinTree;
struct TNode{
	ElementType Data;
	BinTree Left;
	BinTree Right;
};
struct QNode{
	BinTree* Data;
	ElementType front,rear;
	int MaxSize;
};
typedef struct QNode* Queue;

Queue CreatQueue(){
	Queue Q=(Queue)malloc(sizeof(struct QNode));
	Q->Data=(BinTree*)malloc(sizeof(BinTree)*MaxSize);
	Q->front=Q->rear=-1;
	Q->MaxSize=MaxSize;
	return Q;
}
int IsEmpty(Queue Q){
	return (Q->front==Q->rear);
}
int IsFull(Queue Q){
	return ((Q->rear+1)%Q->MaxSize==Q->front);
}
bool AddQ(Queue Q,BinTree BT){
	if(IsFull(Q)){
		printf("Queue if full");
		return false;
	}
	else{
		Q->rear=(Q->rear+1)%Q->MaxSize;
		Q->Data[Q->rear]=BT;
		return true; 
	}
}
BinTree Delete(Queue Q){
	if(IsEmpty(Q)){
		printf("Queue is empty");
		return NULL;
	}
	else{
		Q->front=(Q->front+1)%Q->MaxSize;
		return Q->Data[Q->front];
	}
}

BinTree CreateTree(){	//层序生成二叉树 
	ElementType Data;
	BinTree BT,T;
	Queue Q=CreatQueue();
	
	scanf("%c",&Data);
	getchar();
	if(Data !=NoInfo){
		BT=(BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));
		BT->Data=Data;
		BT->Left=BT->Right=NULL;
		AddQ(Q,BT);
	}
	else return NULL;
	while(!IsEmpty(Q)){
		T=Delete(Q);
		scanf("%c",&Data);
		getchar();
		if(Data ==NoInfo)
			T->Left=NULL;
		else{
			T->Left=(BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));
			T->Left->Data=Data;
			T->Left->Left=T->Left->Right=NULL;
			AddQ(Q,T->Left);
		}
		scanf("%c",&Data);
		getchar();
		if(Data==NoInfo)
			T->Right=NULL;
		else{
			T->Right=(BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));
			T->Right->Data=Data;
			T->Right->Left=T->Right->Right=NULL;
			AddQ(Q,T->Right);
		}
	}
	return BT;
}
void LevelorderTraversal(BinTree BT){
	Queue Q;
	BinTree T;
	if(!BT) return;
	
	Q=CreatQueue();
	AddQ(Q,BT);
	int flag=1;
	while(!IsEmpty(Q)){
		T=Delete(Q);
		if(flag) flag=0;
		else printf(" ");
		printf("%c",T->Data);
		if(T->Left) AddQ(Q,T->Left);
		if(T->Right) AddQ(Q,T->Right);
	}
}
int main(){
	BinTree BT=CreateTree();
	LevelorderTraversal(BT);
	return 0;
}


### C++ 二叉树层序遍历及节点插入 #### 层序遍历实现 在C++中,可以利用标准模板库中的`queue`来完成二叉树层序遍历。以下是基于引用描述的具体实现方式: 通过定义一个队列 `std::queue<node*>` 来存储待访问的节点指针。如果当前二叉树不是空树,则将根节点压入队列。随后,在队列不为空的情况下不断执行以下操作:取出队首元素并打印其数据;若该节点有左子节点或右子节点,则分别将其加入队列。 具体代码如下所示: ```cpp #include <iostream> #include <queue> using namespace std; struct Node { int data; Node* lchild; Node* rchild; Node(int val) : data(val), lchild(nullptr), rchild(nullptr) {} }; void levelOrderTraversal(Node* root) { if (root == nullptr) return; queue<Node*> q; q.push(root); while (!q.empty()) { Node* current = q.front(); q.pop(); cout << current->data << " "; if (current->lchild != nullptr) q.push(current->lchild); if (current->rchild != nullptr) q.push(current->rchild); } } ``` 上述函数实现了基本的层序遍历逻辑[^1]。 #### 节点插入实现 对于节点插入的操作,可以通过层序构建的方式来完成。假设输入是一个表示层序遍历顺序的数组,按照此数组逐步构造一棵完整的二叉树。下面展示了一个具体的例子说明如何依据给定数值列表逐个插入新节点形成最终结构的过程: 首先初始化根节点为数组的第一个值,并放入队列当中作为起始状态的一部分处理对象之一。接着迭代整个过程直至所有可能位置都被填充完毕为止——即每次从现有已知部分选取最前面尚未完全扩展开来的那个节点出来考虑下一步动作(如果有剩余未分配的数据项的话),分别为它设置左右两个方向上的后代链接关系后再把它们也放进等待进一步考察范围之内去准备后续步骤之需。 ```cpp Node* insertLevelWise(vector<int>& values) { if(values.empty()) return nullptr; Node* root = new Node(values[0]); queue<Node*> q; q.push(root); size_t i = 1; while(i < values.size()){ Node* parent = q.front(); q.pop(); // Insert left child if(i < values.size() && values[i] != -1){ parent->lchild = new Node(values[i]); q.push(parent->lchild); } ++i; // Insert right child if(i < values.size() && values[i] != -1){ parent->rchild = new Node(values[i]); q.push(parent->rchild); } ++i; } return root; } ``` 这里采用了一种特别标记(-1),用来指示某些特定条件下不应该实际生成对应实体的情况发生时所采取的一种简单有效手段[^2]。
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