非递归实现二叉树先序、中序、后序和层序遍历-蒲公英云

非递归实现二叉树先序、中序、后序和层序遍历

清疚 2022-12-29 04:54 220阅读 0赞

文章目录

- - 用非递归的方式实现二叉树的先序遍历
  - 用非递归的方式实现二叉树的中序遍历：
  - 用非递归的方式实现二叉树的后序遍历：
  - 用非递归的方式实现二叉树的层次遍历：

用递归方式实现二叉树先序、中序和后序遍历很简单。
用递归方法解决的问题都能用非递归的方法实现。递归就是利用函数栈来保存信息，如果用自己申请的数据结构来代替函数栈，也可以实现相同的功能。

全C++实现

用非递归的方式实现二叉树的先序遍历

1、申请一个栈stack，然后将头节点压入stack中。

2、从stack中弹出栈顶节点，打印，再将其右孩子节点（不为空的话）先压入stack中，最后将其左孩子节点（不为空的话）压入stack中。

3、不断重复步骤2，直到stack为空，全部过程结束。

/**
 * 定义树节点
 * struct TreeNode {
 *     int data;
 *     TreeNode* left;
 *     TreeNode* right;
 * };
 */
void prev_iterate(TreeNode* root) {
    stack<TreeNode*> st;        //申请栈存放树节点的指针
    if (root != NULL) {
        st.push(root);
        while (!st.empty()) {
            TreeNode* now = st.top();
            st.pop();
            printf("%d ", now->data);  //打印树节点的数据,也可以用个数组把它存下来
            if (now->right != NULL) {
                st.push(now->right);
            }
            if (now->left != NULL) {
                st.push(now->left);
            }
        }
    }
}

用非递归的方式实现二叉树的中序遍历：

1、申请一个栈stack，初始时令cur=root

2、先把cur压入栈中，依次把左边界压入栈中，即不停的令cur=cur->left，重复步骤2

3、不断重复2，直到为null，从stack中弹出一个节点，记为node，打印node的值，并令cur=node->right,重复步骤2

4、当stack为空且cur为空时，整个过程停止。

/**
 * 定义树节点
 * struct TreeNode {
 *     int data;
 *     TreeNode* left;
 *     TreeNode* right;
 * };
 */
 void  mid_itertor(TreeNode* root) {
    stack<TreeNode*> st;        //申请栈存放树节点的指针
    TreeNode* cur = root;
    while (cur != NULL && !st.empty()) {
        while(cur != NULL) {
            st.push(cur);
            cur = cur->left;
        }
        if (!st.empty()){
            cur = st.top();
            st.pop();
            printf("%d ", cur->data);  //打印树节点的数据,也可以用个数组把它存下来
            cur = cur->right;
        }
    }
}

用非递归的方式实现二叉树的后序遍历：

用非递归的方式实现后序遍历有点麻烦。

1、申请一个栈s1，然后将头节点压入栈s1中。

2、从s1中弹出的节点记为cur，然后依次将cur的左孩子节点和右孩子节点压入s1中。

3、在整个过程中，每一个从s1中弹出的节点都放进s2中。

4、不断重复步骤2和步骤3，直到s1为空，过程停止。

5、从s2中依次弹出节点并打印，打印的顺序就是后序遍历的顺序。

/**
 * 定义树节点
 * struct TreeNode {
 *     int data;
 *     TreeNode* left;
 *     TreeNode* right;
 * };
 */
void next_itertor(TreeNode* root) {
    stack<TreeNode*> s1, s2;
    TreeNode* cur = root;
    if (root != NULL) {
        s1.push(cur);
        while (!s1.empty()) {
            cur = s1.top();
            s1.pop();
            s2.push(cur);
            if (cur->left != NULL) {
                s1.push(cur->left);
            }
            if (cur->right != NULL) {
                s1.push(cur->right);
            }
        }
    }
    while (!s2.empty()) {
        printf("%d ", s2.top()->data);
        s2.pop();
    }
    putchar(10);
}

用非递归的方式实现二叉树的层次遍历：

从二叉树的第一层（根节点）开始，从上至下逐层遍历，在每一层中又按照从左到右的顺序对结点逐个遍历。我们可以看出如果某个结点比同一层的先遍历，其孩子也将比其同层的孩子结点先遍历，这种先进先出的方式，不就是队列这种数据结构吗？

/**
 * 定义树节点
 * struct TreeNode {
 *     int data;
 *     TreeNode* left;
 *     TreeNode* right;
 * };
 */
void level_iterate(TreeNode* root){
    queue<TreeNode*> que;
    que.push(root);
    while (!que.empty()) {
        TreeNode* cur = que.front();
        que.pop();
        printf("%d ", cur->data);
        if (cur->left != NULL) {
            que.push(cur->left);
        }
        if (cur->right != NULL) {
            que.push(cur->right);
        }
    }
}