数据结构-二叉树的遍历(类C语言描写叙述)

本文介绍了二叉树遍历的基本概念,包括遍历的定义、遍历方案及其命名原则。详细阐述了三种主要的遍历方法:前序遍历、中序遍历和后序遍历,并给出了每种遍历方法的递归算法定义。

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遍历概念

     所谓遍历(Traversal)是指沿着某条搜索路线。依次对树中每一个结点均做一次且仅做一次訪问。訪问结点所做的操作依赖于详细的应用问题。


     遍历是二叉树上最重要的运算之中的一个,是二叉树上进行其他运算之基础。

遍历方案

1.遍历方案
     从二叉树的递归定义可知,一棵非空的二叉树由根结点及左、右子树这三个基本部分组成。因此。在任一给定结点上,能够按某种次序运行三个操作:
     (1)訪问结点本身(N),
     (2)遍历该结点的左子树(L),
     (3)遍历该结点的右子树(R)。
以上三种操作有六种运行次序:
     NLR、LNR、LRN、NRL、RNL、RLN。


  注意:
     前三种次序与后三种次序对称。故仅仅讨论先左后右的前三种次序。



2.三种遍历的命名
     依据訪问结点操作发生位置命名:
  ① NLR:前序遍历(PreorderTraversal亦称(先序遍历))
         ——訪问结点的操作发生在遍历其左右子树之前。
  ② LNR:中序遍历(InorderTraversal)
        ——訪问结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。


   ③ LRN:后序遍历(PostorderTraversal)
        ——訪问结点的操作发生在遍历其左右子树之后。
  注意:
     因为被訪问的结点必是某子树的根。所以N(Node)、L(Left subtlee)和R(Right subtree)又可解释为根、根的左子树和根的右子树。

NLR、LNR和LRN分别又称为先根遍历、中根遍历和后根遍历。


遍历算法

1.中序遍历的递归算法定义:
     若二叉树非空。则依次运行例如以下操作:
         (1)遍历左子树。
         (2)訪问根结点;
         (3)遍历右子树。

2.先序遍历的递归算法定义:
    若二叉树非空,则依次运行例如以下操作:
         (1) 訪问根结点;
         (2) 遍历左子树;
         (3) 遍历右子树。



3.后序遍历得递归算法定义:
    若二叉树非空。则依次运行例如以下操作:
         (1)遍历左子树。
         (2)遍历右子树。
         (3)訪问根结点。

4.中序遍历的算法实现
     用二叉链表做为存储结构,中序遍历算法可描写叙述为:
      void InOrder(BinTree T)
        { //算法里①~⑥是为了说明运行过程增加的标号
          ① if(T) { // 假设二叉树非空
          ②    InOrder(T->lchild);
          ③    printf("%c",T->data)。 // 訪问结点
          ④    InOrder(T->rchild);
          ⑤  }
          ⑥ } // InOrder


### 二叉树遍历的C语言实现 以下是基于给定引用内容以及专业知识所提供的二叉树遍历(先序、中序和后序)的C语言实现代码。 #### 节点定义 为了构建二叉树,首先需要定义一个表示节点的数据结构。这里采用指针的方式指向左右子树[^1]: ```c typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; } TreeNode; ``` #### 创建新节点函数 创建一个新的二叉树节点时,分配内存并初始化其值及其左右子树指针为`NULL`[^2]: ```c TreeNode* createNode(int value) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); newNode->data = value; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; return newNode; } ``` #### 先序遍历(DLR) 按照访问顺序:根节点 -> 左子树 -> 右子树来实现递归版本的先序遍历[^3]: ```c void preOrderTraversal(TreeNode* root) { if (root != NULL) { printf("%d ", root->data); // 输出当前节点数据 preOrderTraversal(root->left); // 遍历左子树 preOrderTraversal(root->right); // 遍历右子树 } } ``` #### 中序遍历(LDR) 遵循左子树 -> 根节点 -> 右子树的顺序完成递归形式的中序遍历: ```c void inOrderTraversal(TreeNode* root) { if (root != NULL) { inOrderTraversal(root->left); // 遍历左子树 printf("%d ", root->data); // 输出当前节点数据 inOrderTraversal(root->right); // 遍历右子树 } } ``` #### 后序遍历(LRD) 依据左子树 -> 右子树 -> 根节点这一序列执行递归方式下的后序遍历: ```c void postOrderTraversal(TreeNode* root) { if (root != NULL) { postOrderTraversal(root->left); // 遍历左子树 postOrderTraversal(root->right); // 遍历右子树 printf("%d ", root->data); // 输出当前节点数据 } } ``` 以上即为完整的二叉树三种基本遍历方法——先序、中序后序遍历的C语言实现代码。
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