C++ 命令行窗口打印二叉樹（圖形）

寫這個程序的目的是學習數據結構的時候方便調試，學習起來也比較直觀。

這個是我測試SplayTree時候的gif

STEP 1

新建一個頭文件,命名為DrawATree.hh, 將以下內容復制進去

#ifndef DRAWTREE_HH
#define DRAWTREE_HH

#include <ostream>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <algorithm>

namespace
{
#define lChild l_child_  //使用前將 l_child_ 更換為 自己樹節點的左孩子的名字
#define rChild r_child_  //使用前將 r_child_ 更換為 自己樹節點的右孩子的名字
#define data   data_     //使用前將 data_ 更換為 自己樹節點的數據的變量名
#define MAXN (1000)      //這棵樹的節點上限
#define PERID (2)        //打印兩個節點的橫坐標間隔
unsigned int SUM;  //統計當前遍歷到第幾個節點

#ifdef _WIN32
void clear() {system("cls"); }
#elif __linux__
void clear() { system("clear"); }
#endif

// 將光標移動到 (X,Y)
std::string AXIS(int X, int Y) {
    std::stringstream ss;
    ss<< "\033["<< Y << ";" <<X<<"H";
    return ss.str();
}

struct DrawNode{
    int x,y,dataSize;
}axisArray[MAXN];


//計算節點數據輸出的長度
template <typename TreePtr>
int dataSize(TreePtr const& root) {
    std::stringstream ss;
    ss << (root->data);
    return (ss.str()).length();
}

//中序遍歷, 從左往右畫節點(不連線)
//橫坐標通過全局變量SUM和上一個節點數據的輸出長度算出
//縱坐標通過遞歸深度判斷
//PERID 是兩個節點間隔長度
template <typename TreePtr>
void buildDrawTree (TreePtr const& root, int deep) {
    if(!root) return;  //判斷空節點,如果你的節點判空和我不一樣,這里也要改, 比如我之前的判斷空節點是(root->height_== -1).

    if(root->lChild)  buildDrawTree(root->lChild, deep+1);

    axisArray[SUM] = (struct DrawNode){axisArray[SUM-1].x+axisArray[SUM-1].dataSize+PERID, deep, dataSize(root)};
    std::cout << AXIS(axisArray[SUM].x, axisArray[SUM].y) << root->data;
    ++SUM;

    if(root->rChild)  buildDrawTree(root->rChild, deep+1);

}

template <typename TreePtr>
void Draw (TreePtr const& t) {  //畫樹函數
    clear();  //清屏
    SUM = 1;
    int maxy = 0;

    buildDrawTree<TreePtr> (t, 2);   //每個結點畫出來

    //畫節點間連線,因為畫的節點不會太多,所以就寫了n^2的算法,比較好實現
    //每個節點只有一個父節點,所以畫出每個節點和自己父節點的連線即可
    for(int i=1; i<SUM; i++) {
        //x,y是子節點的坐標,p是父節點的axisArray數組的下標, px,py是父節點的坐標;
        int x = axisArray[i].x, y = axisArray[i].y, p=0, px=0, py=y-1;

        if(y==1) continue; // 根結點沒有父節點,跳過

        for(int j=1; j<SUM; j++) {  //循環找父節點
            if(i==j) continue;
            if((!p || abs(axisArray[j].x-x) < abs(px-x)) && axisArray[j].y+1 == y)
                p = j, px = axisArray[j].x;
        }

        int s = (2*x+axisArray[i].dataSize)>>1;
        std::cout << AXIS(s,py) << '+';
        if(s<px) 
            for(int i=s+1; i<px; i++) std::cout << AXIS(i,py) << '-';
        else
            for(int i=px+axisArray[p].dataSize;i<s; i++) std::cout << AXIS(i,py) << '-';
        maxy = std::max(maxy, y);
    }
    std::cout << AXIS(1,maxy+1);  //打印完把光標移到最下邊.
    // getchar();
}
} // namespace
#endif

STEP 2

修改頭文件DrawATree.hh 第12,13,14,51行代碼,如果需要的話. 代碼中有注釋說明怎么修改.

STEP 3

測試你的源代碼.

 要保證你的節點數據可以用cout<<輸出

#include "DrawATree.hh"
#include "YourTree.hh"

int main() {
    YourTreeType t;
    Draw(t.root()); // 這里要傳入你的根結點的指針!
}

實例:

樹的頭文件: Tree.hh

typedef struct TreeNode Node;
typedef Node* PtrNode;

struct TreeNode{
    char c_;
    PtrNode l_child_, r_child_;
    TreeNode(char c) : c_(c), l_child_(0), r_child_(0) {}
    void Insert(PtrNode p, bool left);
};

void Node::Insert(PtrNode p, bool left) {
    if(left) l_child_ = p;
    else r_child_ = p;
}

源代碼:

#include "Tree.hh"
#include "DrawATree.hh"
#define left (1)
#define right (0)

int main() {
    PtrNode root = new TreeNode('a');
    root->Insert(new TreeNode('b'), left);
    root->Insert(new TreeNode('c'), right);
    Draw(root);
    getchar();
}

效果: