二叉樹二叉鏈表的層序遍歷（C語言）

 

所謂二叉樹層序遍歷，即從二叉樹根結點開始，按從上到下、從左到右的順序訪問每一個結點。每個結點只訪問一次。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/**
* 二叉樹二叉鏈表之非遞歸遍歷：層序遍歷
* 算法思想：借助一個隊列；根樹進隊；隊不為空時循環“從隊列中出一個樹p，訪問該樹根結點；
* 若它有左子樹，左子樹進隊；若它有右子樹，右子樹進隊。”
* (保證了元素進隊順序是從樹的上層到下層，且同層元素在隊列中從左到右相鄰)
* (注：為了節約空間，這里的樹進隊，是指樹的地址進隊，而不是樹結點進隊，隊列中存放的是對各樹地址的引用)
*/

#define OK 1;
#define TURE 1;
#define FALSE 0;
#define ERROR 0;
const int OVERFLOW = -2;
const int MAXSIZE = 100; 

typedef int Status;
typedef char TElemType;
//二叉鏈表結構定義 
typedef struct BiNode{
    TElemType data;
    struct BiNode *lchild, *rchild;
} BiNode, *BiTree;

//順序循環隊列定義
typedef struct {
    BiTree *base;  //存放樹型指針 
    int front;  //頭指針，若隊列不為空，指向隊列頭元素 
    int rear;  //尾指針，若隊列不為空，指向隊列尾元素的下一個位置 
} SqQueue;


//由字符序列創建二叉樹
Status CreateBiTree(BiTree *tree,TElemType data[],int *j,int len){
    if((*j)<=len-1){
        if(data[(*j)]=='#'){
            (*tree)=NULL;
            (*j)++;
        } else {
            (*tree)=(BiTree)malloc(sizeof(BiNode));
            if(!(*tree)) return OVERFLOW;
            (*tree)->data=data[(*j)];  //生成根結點 
            (*j)++;
            CreateBiTree(&((*tree)->lchild),data,j,len);  //構造左子樹 
            CreateBiTree(&((*tree)->rchild),data,j,len);  //構造右子樹
        }
    }
    return OK;
}

//訪問二叉樹結點 
Status Visit(BiTree tree){
    printf("%c",tree->data);
    return OK;
}

//借助隊列實現二叉鏈表的層序遍歷
Status LevelOrder_ByQueue(BiTree tree) {
    BiTree p;
    SqQueue queue1;
    InitQueue(&queue1);
    EnQueue(&queue1,tree);  //根結點入隊 
    while(queue1.front!=queue1.rear){  //隊不為空
        DeQueue(&queue1,&p);  //根節點出隊 
        Visit(p);
        if(p->lchild!=NULL) EnQueue(&queue1,p->lchild);  //有左孩子就進隊 
        if(p->rchild!=NULL) EnQueue(&queue1,p->rchild);  //有右孩子也進隊 
    }
    return OK;
}


/***用到隊列的相關函數***/ 
//循環隊列初始化
Status InitQueue(SqQueue *queue) {
    queue->base=(BiTree*)malloc(sizeof(BiTree)*MAXSIZE);  //分配隊列數組空間 
    if(!queue->base) return OVERFLOW;  //分配失敗 
    queue->front=0;
    queue->rear=0;
    return OK;
}
//循環隊列入隊操作
Status EnQueue(SqQueue *queue,BiTree elem){
    if((queue->rear+1)%MAXSIZE==queue->front){  //隊滿
        return ERROR; 
    } else {
        queue->base[queue->rear]=elem;
        queue->rear=(queue->rear+1)%MAXSIZE;
        return OK;
    }
}
//循環隊列出隊操作
Status DeQueue(SqQueue *queue,BiTree *elem){
    if(queue->front==queue->rear){  //隊空 
        return ERROR;
    } else {
        (*elem)=queue->base[queue->front];
        queue->front=(queue->front+1)%MAXSIZE;
        return OK;
    }
}

int main(void){
    //示例二叉樹的結構
    /*
                A
              /
            B
          /  \
        C      D
            /  \
           E    F
            \
             G
    */ 
    
    //指向二叉樹的指針 
    BiTree bitree1;
    
    //創建二叉樹 待用數據 
    TElemType data1[]={'A','B','C','#','#','D','E','#','G','#','#','F','#','#','#',};  //先序遍歷序列 
    int len1=sizeof(data1)/sizeof(data1[0]);
    int* j1=(int*)malloc(sizeof(int));
    *j1=0;
    
    //按先序遍歷序列創建二叉樹 
    Status createBiTreeResult = CreateBiTree(&bitree1,data1,j1,len1);
    printf("二叉樹創建結果：%d\n",createBiTreeResult);
    
    //層序遍歷二叉樹 
    Status levelOrder_ByQueue = LevelOrder_ByQueue(bitree1);  //注:這里參數是二叉樹根結點，而不是指針 
    printf("\n層序遍歷二叉樹結果：%d\n",levelOrder_ByQueue);
    
    printf("\nEND");
    return 0;
}