二叉树遍历（非递归版）-蒲公英云

问题描述：
以一定的方式输入数据（本文是以先序遍历的方式输入），程序根据数据进行解析，创建二叉树，然后对二叉树进行操作，主要操作包括以下几种：

求二叉树的高度
先序遍历二叉树
中序遍历二叉树
后序遍历二叉树
层序遍历二叉树

先序遍历：根节点->左子树->右子树
中序遍历：左子树->根节点->右子树
先序遍历：左子树->右子树->根节点
层序遍历：第一层（根节点）->第二层->第三次->….

PS：

大家可以清楚的看到，先序，中序和后序是相对于根节点而言的
非递归版代码描述起来比递归版略显复杂
递归版本可以查看我的另外一篇文章：
http://blog.csdn.net/yi_ming_he/article/details/71248881

以下面的例子进行说明：
这里写图片描述

如图所示，根据上面的遍历顺序，我们可以得到以下遍历结果：
先序遍历： a b d h e c f g
中序遍历： h d b e a f c g
后序遍历： h d e b f g c a
层序遍历： a b c d e f g h

参考代码：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#include <queue>
#include <stack>
#define MAXNODE 1024
char str[MAXNODE];
typedef struct BiTNode
{
    char data;
    struct BiTNode* lchild;
    struct BiTNode* rchild;
}BiTNode, *Bitree;
void CreateBiTree(Bitree& T)
{
   //这是根据先序遍历建立的一棵树
    scanf_s("%s", str, MAXNODE);
    Bitree tempT, tempQ;
    T = (Bitree)malloc(sizeof(BiTNode));
    T->data = str[0];
    T->lchild = NULL;
    T->rchild = NULL;
    std::stack<Bitree>st;
    st.push(T);
    for (int i = 1; i < (int)strlen(str); i++)
    {
        if (str[i] == '#')
        {
            tempT = st.top();
            st.pop();
            if (NULL == tempT->lchild)
                i++;
        }
        else
        {
            tempT = st.top();
            tempQ = (Bitree)malloc(sizeof(BiTNode));
            tempQ->data = str[i];
            tempQ->lchild = NULL;
            tempQ->rchild = NULL;
            if (tempT->lchild)
            {
                tempT->rchild = tempQ;
                st.pop();
            }
            else
                tempT->lchild = tempQ;
            st.push(tempQ);
        }
    }
}
void PreOrderTraverseByNonRecursion(Bitree T)
{
    if (!T)
        return;
    std::stack<std::pair<Bitree, bool>> st;
    st.push(std::make_pair(T, false));
    bool bVisited = false;
    while (!st.empty())
    {
        T = st.top().first;
        bVisited = st.top().second;
        st.pop();
        if (!T)
            continue;
        if (bVisited)
            printf("%c ", T->data);
        else
        {
            st.push(std::make_pair(T->rchild, false));
            st.push(std::make_pair(T->lchild, false));
            st.push(std::make_pair(T, true));
        }
    }
}
void InOrderTraverseByNonRecursion(Bitree T)
{
    if (!T)
        return;
    std::stack<std::pair<Bitree, bool>> st;
    st.push(std::make_pair(T, false));
    bool bVisited = false;
    while (!st.empty())
    {
        T = st.top().first;
        bVisited = st.top().second;
        st.pop();
        if (!T)
            continue;
        if (bVisited)
            printf("%c ", T->data);
        else
        {
            st.push(std::make_pair(T->rchild, false));
            st.push(std::make_pair(T, true));
            st.push(std::make_pair(T->lchild, false));
        }
    }
}
void PostOrderTraverseByNonRecursion(Bitree T)
{
    if (!T)
        return;
    std::stack<std::pair<Bitree, bool>> st;
    st.push(std::make_pair(T, false));
    bool bVisited = false;
    while (!st.empty())
    {
        T = st.top().first;
        bVisited = st.top().second;
        st.pop();
        if (!T)
            continue;
        if (bVisited)
            printf("%c ", T->data);
        else
        {
            st.push(std::make_pair(T, true));
            st.push(std::make_pair(T->rchild, false));
            st.push(std::make_pair(T->lchild, false));
        }
    }
}
int GetBiTreeHeightByNonRecursion(Bitree T)
{
    if (!T)
        return 0;
    int nVisitedNodeCount = 0;//已经访问过的节点数
    int nPushQueueNumber = 1;//记录入队列的节点的最大序号
    int nLevelMaxNumber = 1;//记录每一次的最大的序号
    int nTreeHeight = 0;//记录树的高度
    std::queue<Bitree> Q;
    Q.push(T);
    while (!Q.empty())
    {
        T = Q.front();
        Q.pop();
        nVisitedNodeCount++;
        if (T->lchild)
        {
            Q.push(T->lchild);
            nPushQueueNumber++;
        }
        if (T->rchild)
        {
            Q.push(T->rchild);
            nPushQueueNumber++;
        }
        if (nVisitedNodeCount == nLevelMaxNumber)
        {
            nTreeHeight++;
            nLevelMaxNumber = nPushQueueNumber;
        }
    }
    return nTreeHeight;
}
void LevelOrderTraverseByNonRecursion(Bitree T)
{
    if (!T)
        return;
    std::queue<Bitree> Q;
    Q.push(T);
    while (!Q.empty())
    {
        T = Q.front();
        Q.pop();
        printf("%c ", T->data);
        if (T->lchild)
            Q.push(T->lchild);
        if (T->rchild)
            Q.push(T->rchild);
    }
}
int main()
{
    Bitree T;
    CreateBiTree(T);
    printf("树的高度是: %d\n", GetBiTreeHeightByNonRecursion(T));
    printf("先序遍历(非递归)：\n");
    PreOrderTraverseByNonRecursion(T);
    printf("\n");
    printf("中序遍历(非递归)：\n");
    InOrderTraverseByNonRecursion(T);
    printf("\n");
    printf("后序遍历(非递归)：\n");
    PostOrderTraverseByNonRecursion(T);
    printf("\n");
    printf("层序遍历(非递归)：\n");
    LevelOrderTraverseByNonRecursion(T);
    printf("\n");
    return 0;
}