数据结构—无序树


 


 

基本术语:

节点的度:书中某一节点拥有的子节点数量。

数的度:该树中所有节点的度的最大值。

叶节点(终端节点):度为零的节点。

分支节点(非终端节点):度不为零的节点。

根节点(开始节点):树中的第一个节点。

内部节点:树中除了根节点之外的节点。

节点的层数:若根节点层数为1,根节点的第n代子节点的层数为n。

树的高度:书中的节点的最大层数。

有序树和无序树:若树中某一节点的子节点无序,则该树为无序树,否则为有序树。

森林:去掉一棵树的根节点后得到的n棵树。

树的特点:

1.树是一种很基础很重要的非线性结构。

2.除表头(树根)和表尾(叶节点)外,任何一个节点只有一个直接前驱,但有多个直接后继。

3.树是数据的有限集,树分为空树和非空树。 

  非空树:有且只有一个根节点。若根节点的子节点大于1,可以理解为这棵非空树有m棵相互独立的非空树组成。

4.树的递归特性(★★★):一颗非空树有若干子树组成,每一棵子树又由更小的子组成。


 

C++实现:

[MyTree.h]:无序树类模板头文件

#pragma once template<class T>
class MyTree { private: struct TreeNode  //定义私有,不让用户使用
 { T data; //数据域,可以多个数据 //指针域
        TreeNode *parent;   //节点的父指针
        TreeNode *child;    //子指针
        TreeNode *brother;    //兄弟指针 兄弟之间逐级管理
 }; TreeNode *pRoot;   //根节点

public: MyTree(); ~MyTree(); void clear(); void insertNode(const T& parentData, const T& insertData, bool insertChild = true); //默认插入为子节点 //bool isFind(const T& findData);
    void preOrderPrint(TreeNode *root /*= pRoot*/);  //前序(前根)遍历
    void posOrderPrint(TreeNode *root /*= pRoot*/);  //前序(后根)遍历
    void inOrderPrint(TreeNode *root  /*= pRoot*/);   //中序(中根)遍历 
    TreeNode* getTreeRoot(); private: void _clear(TreeNode *root);        //用于clear()函数的实现,不提供接口
    TreeNode* _find(TreeNode *root, const T& findData); }; template<class T> typename MyTree<T>::TreeNode* MyTree<T>::getTreeRoot() { return pRoot; } template<class T>
void MyTree<T>::inOrderPrint(TreeNode *root /*= pRoot*/) { if (!root) return; inOrderPrint(root->child); std::cout << root->data << " "; inOrderPrint(root->brother); } template<class T>
void MyTree<T>::posOrderPrint(TreeNode *root /*= pRoot*/) { if (!root) return; posOrderPrint(root->child); posOrderPrint(root->brother); std::cout << root->data << " "; } template<class T>
void MyTree<T>::preOrderPrint(TreeNode *root /*= pRoot*/) { if (!root) return; std::cout << root->data << " "; preOrderPrint(root->child); preOrderPrint(root->brother); } template<class T>
void MyTree<T>::insertNode(const T& parentData, const T& insertData, bool insertChild /*= true*/) { TreeNode *tempInsertNode = new TreeNode;    //生成一个待插入的节点
    tempInsertNode->data = insertData; tempInsertNode->parent = NULL; tempInsertNode->child = NULL; tempInsertNode->brother = NULL; if (pRoot)  //判断树是否为空
 { TreeNode *findNode = _find(pRoot, parentData);    //找到插入位置
        if (findNode) {//找到了插入位置
            if (insertChild) {//在子节点插入
                TreeNode *temp = findNode->child; if (temp) { while (temp->brother) temp = temp->brother; temp->brother = tempInsertNode; tempInsertNode->parent = findNode; } else { findNode->child = tempInsertNode; tempInsertNode->parent = findNode; } } else {//在兄弟节点插入
                if (findNode->brother) { TreeNode *tempNode = findNode->brother; while (tempNode->brother) tempNode = tempNode->brother; tempNode->brother = tempInsertNode; tempInsertNode->parent = tempNode->parent; } else { //没有兄弟节点
                    findNode->brother = tempInsertNode; tempInsertNode->parent = findNode->parent; } } } else {//如果没有找到插入位置 设计为插入在末尾
            std::cout << "can not find the parent,insert the data in the end" << std::endl; TreeNode *temp = pRoot; while (temp->child) temp = temp->child; temp->child = tempInsertNode; tempInsertNode->parent = temp; } } else {//树为空的情况 // TreeNode *temp = new TreeNode; // temp->data = insertData; // temp->parent = NULL; // inNode->child = inNode->brother = NULL;
        pRoot = tempInsertNode; } } template<class T> typename MyTree<T>::TreeNode * MyTree<T>::_find(TreeNode *root, const T& findData) { if (root)    /*递归结束条件 传入的的指针为空 例如判断叶节点是 将叶子节点的子节点传入递归函数, 不满足条件直接返回空*/ { //先判断本节点 在判断子节点 最后判断兄弟节点 找到直接返回 不继续找
        if (root->data == findData)        //判断当前节点是否为 需要找的节点
            return root; TreeNode * temp = _find(root->child, findData); if (temp) return temp; if (temp = _find(root->brother, findData)) return temp; } return NULL;    //若没有找到 返回为空
} template<class T>
void MyTree<T>::_clear(TreeNode *root) { //用递归删除所有节点 树的递归特性
    if (root) { _clear(root->child); _clear(root->brother);  //先删除兄弟和先删除儿子一样
        delete[]root;        //必须先删除兄弟和儿子后才能删除自己
        root = nullptr;        //所有内存被释放后 指针置空
 } } template<class T>
void MyTree<T>::clear() { _clear(pRoot); //不需要再进行判空 ,_clear()中会判断
} template<class T> MyTree<T>::~MyTree() { clear(); } template<class T> MyTree<T>::MyTree() { pRoot = nullptr; }

代码测试:

 

// 无序树.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include "MyTree.h" #include<iostream>
using namespace std; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { MyTree<int> tree; std::cout << "tree:" << endl;; tree.insertNode(1, 1); cout << 1 << '\n' << '|' << endl;; tree.insertNode(1, 2, 1); tree.insertNode(2, 5, 0); tree.insertNode(2, 9, 0); cout << 2 << "" << 5<<"— —"<<9<<endl; cout << '|' << "  " << "|" <<"     "<<"|"<< endl; tree.insertNode(2, 3, 1); tree.insertNode(5, 6, 1); tree.insertNode(6, 7, 0); tree.insertNode(9, 10, 1); cout << 3 << "  " << 6 << "" << 7 <<" "<< 10 << endl; cout << "|" << "     " << "|" << endl; tree.insertNode(3, 4, 1); tree.insertNode(7, 8, 1); cout << 4 << "     " << 8 << "\n\n"<<endl; std::cout << "前序遍历:"; tree.preOrderPrint(tree.getTreeRoot()); std::cout << std::endl; std::cout << "后序遍历:"; tree.posOrderPrint(tree.getTreeRoot()); std::cout << std::endl; std::cout << "中序遍历:"; tree.inOrderPrint(tree.getTreeRoot()); std::cout << std::endl; std::cin.get(); return 0; }

 

测试结果:

 

 

 

 


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