中序遍历和线索化二叉树讲解学习

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中序遍历算法

中序遍历算法

中序遍历算法中序遍历是二叉树遍历的一种方式,它按照从左到右的顺序访问二叉树中的所有节点。

1. 什么是中序遍历中序遍历是一种深度优先搜索(DFS)的方法,它按照”左子树-根节点-右子树”的顺序访问二叉树中的节点。

对于任意一个节点,首先访问它的左子树,然后访问该节点本身,最后再访问它的右子树。

2. 中序遍历算法实现下面我们来看一种递归实现中序遍历算法的方式:def inorderTraversal(root):if root is None:return []result = []result.extend(inorderTraversal(root.left))result.append(root.val)result.extend(inorderTraversal(root.right))return result在这个算法中,我们使用了递归来实现对二叉树的中序遍历。

首先判断当前节点是否为空,如果为空则返回空列表。

否则,我们首先递归调用函数对左子树进行中序遍历,并将结果添加到结果列表中。

然后将当前节点的值添加到结果列表中。

最后再递归调用函数对右子树进行中序遍历,并将结果添加到结果列表中。

最终返回结果列表。

3. 中序遍历的应用中序遍历在二叉搜索树(BST)中有着重要的应用。

由于BST的特性,中序遍历的结果是一个有序的列表。

因此,我们可以利用中序遍历来对BST进行排序。

另外,中序遍历还可以用于验证一个二叉树是否为BST。

如果中序遍历结果是一个有序列表,则说明该二叉树是BST。

4. 非递归实现中序遍历算法除了递归实现外,我们还可以使用迭代的方式来实现中序遍历算法。

下面是一种非递归实现的方式:def inorderTraversal(root):if root is None:return []result = []stack = []while stack or root:if root:stack.append(root)root = root.leftelse:node = stack.pop()result.append(node.val)root = node.rightreturn result在这个算法中,我们使用了一个栈来模拟递归调用的过程。

二叉树的性质及其遍历

二叉树的性质及其遍历
12.2 二叉树的遍历 12.3 二叉树的存储结构
12.3.1 顺序存储结构 12.3.2 链式存储
•二叉树的性质及其遍历
12.1 二叉树的基本性质
定理 1:满二叉树第i层上恰好有2i-1个结点 (i≥1).
证:使用归纳法。i=1时,结论显然成立。设i=k时结 论成立,则考虑i=k+1的情形。由于(k+1)层上结点 是k层上结点的儿子,而且满二叉树每个非叶子结 点恰好有两个儿子,故(k+1)层上结点个数为k层上 结点个数的2倍,即2·2k-1 = 2k = 2(k+1)-1. 这表明, i=k+1时结论也成立。由归纳法原理,结论对任意 的k都成立,证毕。
x的相对地址x的编号x的父亲/儿子的编 号(性质7) x的父亲/儿子的相对地址。
•二叉树的性质及其遍历
至于结点的相对地址与编号之间的换算,有下列关系: 结点相对地址 = (结点编号 – 1)×每个结点所
占单元数目
a
b
f
cegh d
1 2 34 56 7 8 a b f ce g h d …
图 12-2 顺序二叉树的顺序存储
•二叉树的性质及其遍历
12.1.7 定理7 若对一棵有n个结点的顺序二叉树的结点按层序 编号,则对任一结点i(1≤i≤n),有(1)若i=1, 则结点i是根, 无父亲;若i〉1,则其父亲是结点i/2。(2)若2i>n,则结点i 无左儿子(从而也无右儿子,为叶子);否则i的左儿子是结 点2i。(3)若2i+1>n,则结点i无右儿子;否则右儿子是结点 2i+1。
12.3.1顺序存储结构
(一) 顺序二叉树的顺序存储结构
这种存储结构是按结点的层序编号的次序,将 结点存储在一片连续存储区域内。由定理 7知, 对顺序二叉树,若已知结点的层序编号,则可推 算出它的父亲和儿子的编号,所以,在这种存储 结构中,很容易根据结点的相对地址计算出它的 父亲和儿子的相对地址,方法是:

数据结构实验报告——中序遍历二叉树

数据结构实验报告——中序遍历二叉树

实验报告一,实验目的:·掌握二叉树的链式存储结构;·掌握构造二叉树的方法;·加深对二叉树的中序遍历的理解;二,实验方法:·用递归调用算法中序遍历二叉树。

三,实验步骤:·通过链式存储建立一颗二叉树。

·设计一个算法实现中序遍历二叉树。

四,具体实验步骤:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define LEFT 0#define RIGHT 1#define TRUE 1#define FALSE 0typedef struct _BTNODE{char c;struct _BTNODE *lchild;struct _BTNODE *rchild;}BTNODE,*PBTNODE;void PrintBTree(PBTNODE p,int depth);void ConstructBTree(PBTNODE p);void InorderTraverse(PBTNODE p);void main(){PBTNODE p;p=(PBTNODE)calloc(1,sizeof(BTNODE));printf("Input the data:");ConstructBTree(p);PrintBTree(p,0);printf("Now InorderTraverse:");InorderTraverse(p);printf("\nPress any key to continue...");getchar();}void PrintBTree(PBTNODE p,int depth){int i;if(p==NULL){return;}else{for(i=0;i<depth;i++){printf("--");}printf(">");printf("%c\n",p->c);PrintBTree(p->lchild,depth+1);PrintBTree(p->rchild,depth+1);}}void ConstructBTree(PBTNODE p){int side;char c;side=LEFT;while(TRUE){scanf("%c",&c);if(c=='\n'){//printf("EOF\n");return;}// printf("%d\n",c);switch(c){case '|':break;case')':return;case',':side=RIGHT;break;case'(':if(side==LEFT){if(p->lchild==NULL){p->lchild=(PBTNODE)calloc(1,sizeof(BTNODE));}ConstructBTree(p->lchild);}else{if(p->rchild==NULL){p->rchild=(PBTNODE)calloc(1,sizeof(BTNODE));}ConstructBTree(p->rchild);}break;default:if(side==LEFT){p->lchild=(PBTNODE)calloc(1,sizeof(BTNODE));p->lchild->c=c;}else{p->rchild=(PBTNODE)calloc(1,sizeof(BTNODE));p->rchild->c=c;}}}}void InorderTraverse(PBTNODE p){if(p==NULL){return;}else{InorderTraverse(p->lchild);printf("[%c] ",p->c);InorderTraverse(p->rchild);}return;}五,实验过程:·输出:Input the date;·输入:1(2(3,4),5(6,7));·输出:Now InorderTraverse:【3】【2】【4】【1】【6】【5】【7】;六,上机实验体会:·体会到熟练掌握各种程序算法的重要性;·通过上机练习,充分理解了链式建立二叉树的算法;·形象的了解二叉树的结构,能够熟练的进行先序,中序,后序遍历二叉树。

线索二叉树

线索二叉树

6.4 线索化二叉树从前面的讨论可知,遍历二叉树就是将非线性结构的二叉树线性化,即按一定规则将二叉树中的结点排列成一个线性序列依次访问。

如图6.20(a)所示的二叉树,经中序遍历得到线性序列:BADEC,经前序遍历得到线性序列:ABCDE,经后序遍历得到线性序列:BEDCA。

在这些线性序列中,二叉树中的每个结点(除第一个和最后一个外)有且仅有唯一的一个前趋和唯一的一个后继,很容易找到各个结点的直接前驱和直接后继。

但当以二叉链表作为二叉树的存储结构时,只能找到结点的左、右孩子,而不能直接找到前驱和后继,只有在遍历的动态过程中得到这些信息。

如果将这些信息在第一次遍历时保存起来,在需要再次对二叉树进行“遍历”时就可以将二叉树视为线性结构进行访问,从而简化遍历操作。

那么,如何存储遍历中得到的结点前驱和后继的信息呢?一个简单的办法是在每个结点上增加两个指针域fwd和bkwd,分别指向存储遍历中得到的结点前驱和后继。

fwd L child data R child bkwd这是采用多重链表来表示二叉树。

这种方法虽简单易行,但这种结构的存储密度将大大降低,浪费存储空间。

另一种方法,是利用原有链域L child 和R child的空链域。

在n个结点的二叉链表中有2n个孩子链域,其中仅有n-1个链域是用来指示结点的左右孩子,而另外n+1个链域是空链域。

现在把这些空链域利用起来,使其指向结点的前驱或后继;对那些原来就不为空的链域,则仍然指向左或右孩子。

如果把指向前驱和后继的指针称为线索(Thread),那么,如何区分指向左、右孩子的指针和指向前驱、后继的线索呢?在原结点结构上增加标志域定义为:0 Lchild为左指针,指向左孩子0 Rchild为右指针,指向右孩子ltag=rtag=1 Lchild为左线索,指向前驱 1 Rchild为右线索,指向后继以这种结点构成的二叉链表作为二叉树的存储结构,叫做线索链表,其C语言类型说明如下:Typedef struct ThreadTNode{enum{0,1} ltag, rtag;Elem Type data;Struct ThreadTNode *Lchild, *Rchild;}ThreadTNode, *ThreadTree;为了节省内存空间,我们用C语言的位段方法将结点中的左标志域和右标志域与数据域合并在一个存储单元中(即各用一位表示左标志和右标志,其余各位表示结点值)。

二叉树基础知识讲解

二叉树基础知识讲解

二叉树基础知识讲解嘿,朋友们!今天咱来聊聊二叉树这个神奇的玩意儿。

二叉树啊,就像是一棵特别的大树,不过它可不像咱平常看到的大树那样枝繁叶茂、随心所欲地长。

你想啊,二叉树它有个特点,每个节点最多就俩孩子,就像咱人啊,最多也就俩胳膊。

这俩孩子还分左右呢,左边一个右边一个,多有意思!二叉树在计算机的世界里那可是大有用处啊!它就像一个超级整理大师,能把一堆乱七八糟的数据整理得井井有条。

比如说,咱要找个什么东西,在二叉树里找可比在一堆乱麻里找容易多了吧!它的结构也很巧妙呢!有的节点在上面,有的在下面,就像一个大家庭,有长辈有晚辈。

而且啊,通过那些连接的线,它们之间都有着特别的关系。

这是不是很像咱家里的亲戚关系网呀?二叉树的遍历也是很有讲究的哦!什么前序遍历、中序遍历、后序遍历,听起来是不是很玄乎?其实啊,就是从不同的角度去看看这棵树。

前序遍历就像是先看上面再看下面,中序遍历呢就有点像从中间开始看,后序遍历就是最后再看上面。

咱再想想,二叉树不就跟咱生活中的很多事情一样嘛!有时候咱得有条理地去做事,不能瞎搞一气。

就像二叉树,它的结构那么清晰,让我们能很容易地找到需要的东西。

而且二叉树还特别稳定呢!只要你一开始把它构建好了,它就乖乖地在那,不会随便出乱子。

这多让人放心啊!不像有些东西,一会儿变一个样,让人摸不着头脑。

那要是二叉树变得很大很大了呢?那可就更厉害了呀!它能处理超多的数据,就像一个超级大脑,什么都能记住。

你说,这二叉树是不是很神奇?它虽然看起来简单,但是里面蕴含的智慧可不少呢!它能帮我们解决好多问题,让我们的计算机世界变得更加精彩。

所以啊,可别小瞧了这二叉树哦!它真的是计算机领域里的一个宝贝呢!。

前序后序中序详细讲解

前序后序中序详细讲解

前序后序中序详细讲解1.引言1.1 概述在数据结构与算法中,前序、中序和后序是遍历二叉树的三种基本方式之一。

它们是一种递归和迭代算法,用于按照特定的顺序访问二叉树的所有节点。

通过遍历二叉树,我们可以获取有关树的结构和节点之间关系的重要信息。

前序遍历是指先访问根节点,然后递归地访问左子树,最后递归地访问右子树。

中序遍历是指先递归地访问左子树,然后访问根节点,最后递归地访问右子树。

后序遍历是指先递归地访问左子树,然后递归地访问右子树,最后访问根节点。

它们的不同之处在于访问根节点的时机不同。

前序遍历可以帮助我们构建二叉树的镜像,查找特定节点,或者获取树的深度等信息。

中序遍历可以帮助我们按照节点的大小顺序输出树的节点,或者查找二叉搜索树中的某个节点。

后序遍历常用于删除二叉树或者释放二叉树的内存空间。

在实际应用中,前序、中序和后序遍历算法有着广泛的应用。

它们可以用于解决树相关的问题,例如在Web开发中,树结构的遍历算法可以用于生成网页导航栏或者搜索树结构中的某个节点。

在图像处理中,前序遍历可以用于图像压缩或者图像识别。

另外,前序和后序遍历算法还可以用于表达式求值和编译原理中的语法分析等领域。

综上所述,前序、中序和后序遍历算法是遍历二叉树的重要方式,它们在解决各种与树有关的问题中扮演着关键的角色。

通过深入理解和应用这些遍历算法,我们可以更好地理解和利用二叉树的结构特性,并且能够解决更加复杂的问题。

1.2文章结构文章结构是指文章中各个部分的布局和组织方式。

一个良好的文章结构可以使读者更好地理解和理解文章的内容。

本文将详细讲解前序、中序和后序三个部分的内容和应用。

首先,本文将在引言部分概述整篇文章的内容,并介绍文章的结构和目的。

接下来,正文部分将分为三个小节,分别对前序、中序和后序进行详细讲解。

在前序讲解部分,我们将定义和解释前序的意义,并介绍前序在实际应用中的场景。

通过详细的解释和实例,读者将能更好地理解前序的概念和用途。

数据结构二叉树先序中序后序考研题目

数据结构二叉树先序中序后序考研题目

数据结构二叉树先序中序后序考研题目在考研所涉及的数据结构中,二叉树以及与之相关的先序、中序和后序遍历是一个重要的考察点。

通过对二叉树的各种遍历方式的理解和掌握,可以帮助考生更好地理解树这个数据结构,提高解题的效率和正确率。

本文将针对数据结构中关于二叉树先序、中序和后序遍历的考研题目进行深入探讨,并希望能为考生提供一些帮助和启发。

一、先序、中序和后序遍历的概念在开始具体讨论考研题目之前,我们先来回顾一下先序、中序和后序遍历的概念。

在二叉树中,所谓的先序、中序和后序遍历,是指对二叉树中的节点进行遍历的顺序方式。

1. 先序遍历:先访问根节点,然后依次递归地访问左子树和右子树。

在遍历过程中,对于任一节点,先访问该节点,然后再访问其左右子树。

2. 中序遍历:先递归地访问左子树,然后访问根节点,最后再递归地访问右子树。

在遍历过程中,对于任一节点,先访问其左子树,然后访问该节点,最后再访问其右子树。

3. 后序遍历:先递归地访问左子树,然后再递归地访问右子树,最后再访问根节点。

在遍历过程中,对于任一节点,先访问其左右子树,然后再访问该节点。

二、考研题目解析1. 题目一:给出一个二叉树的中序遍历和后序遍历序列,构建该二叉树。

这是一个典型的二叉树重建题目,考查对中序和后序遍历结果的理解和利用。

解题的关键在于根据后序遍历序列确定根节点,在中序遍历序列中找到对应的根节点位置,然后再将中序遍历序列分为左右两个子树部分,分别递归构建左右子树。

考生需要对二叉树遍历的特点有清晰的认识,以及对递归构建树结构有一定的掌握。

2. 题目二:给出一个二叉树的先序遍历和中序遍历序列,构建该二叉树。

这个题目与上一个题目相似,同样是考察对二叉树重建的理解和应用。

解题思路也类似,首先根据先序遍历的结果确定根节点,在中序遍历序列中找到对应的根节点位置,然后递归构建左右子树。

需要注意的是,先序遍历序列的第一个元素即为根节点,而中序遍历序列中根节点的左边是左子树,右边是右子树。

遍历二叉树与线索二叉树PPT

遍历二叉树与线索二叉树PPT
A B C X Y D E
作业:P217-218
后序列:DGJHEBIFCA, 中序列:DBGEHJACIF, 求:1、画出该二叉树; 2、先序; 3、画出该二叉树对应的森林。
由此可以看出:
(1)遍历操作实际上是将非线性结构线性化的过程, 其结果为线性序列; (2)遍历操作是一个递归的过程,因此,这三种遍历 操作的算法可以用递归函数实现。 先序遍历递归算法: DLR ( BiTree T ) { if (T) //非空二叉树 { printf(“%d”,T->data); //访问根结点D DLR(T->lchild); //递归遍历左子树 DLR(T->rchild); //递归遍历右子树 } return(0); }
这就是线索二叉树(Threaded Binary Tree)
如何预存这类信息?有两种解决方法: 缺点:空间效 ① 每个结点增加两个域:fwd和bwd; 率太低! fwd lchild data rchild bwd ② 与原有的左右孩子指针域“复用”,充分利用那n+1 个空链域。 lchild data rchild 如何判断是孩 子指针还是线 规 定: 索指针? 1)若结点有左子树,则lchild指向其左 孩子;否则,lchild指向其直接前驱(即 线索); 如何区 别? 2)若结点有右子树,则rchild指向其右 孩子;否则,rchild指向其直接后继(即线索) 。
中序遍历递归算法: LDR(BiTree T) { if(T) { LDR(T->lchild); printf(“%d”,T->data); LDR(T->rchild); } return(0); }
后序遍历递归算法 LRD (BiTree T) { if(T) { LRD(T->lchild); LRD(T->rchild); printf(“%d”,T->data); } return(0);}
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1b 1 0/ 0
c
d
e
f
中序线索二叉树中 查找结点的后继和前驱:
如何在中序线索二叉树中找结点的后继:
• rtag = 1时,rchild所指的结点即为后继; • rtag = 0时,其后继为遍历其右子树时的第一个结点
(最左下结点)。 • 如结点 “*”的后继是“c” 。
如何在中序线索二叉树中找结点的前驱:
线索二叉树结点的结构:
0 lchild域指示其左孩子
ltag ={ 1 lchild域指示其前驱
0 rchild域指示其右孩子
rtag ={
1 rchild域指示其后继
线索二叉树
Hale Waihona Puke 线索化 线索链表lchild ltag data rtag rchild
线索
中序线索二叉树
-
NIL +
/
a
*e
f
b-
NIL
6.3遍历二叉树和线索二叉树
6.3.1遍历二叉树
如果按某条搜索路径巡 访树中每个结点,使得 每个结点均被访问一次, 而且仅被访问一次。
A B
C
D
E
F
G
先序遍历二叉树的操作定义为:
若二叉树为空,则空操作; 否则
(1)访问根结点; (2)先序遍历左子树; (3)先序遍历右子树。
C
A
B
E
DG
ABCDFEG
if (T){ if (InOrderTraverse(T->lchild,Visit))
if (Visit(T->data)) if (InOrderTraverse(T->rchild,Visit)) return OK;
return ERROR; }else return OK; }//InOrderTraverse
中序遍历二叉树的非递归算法
Status InOrderTraverse(BiTree T, Status(* Visit) (TElemType e)){
InitStack(S); Push(S,T); while(!StackEmpty(S)){
while(GetTop(S,p) && p)Push(S,p->lchild); Pop(S, p); if (!StackEmpty(S)){
}else return OK; }//PreOrderTraverse
中序遍历二叉树的操作定义为:
若二叉树为空,则空操作; 否则 (1)中序遍历左子树; (2)访问根结点; (3)中序遍历右子树。
CBDFAG E
A
B
E
C
DG
F
中序遍历二叉树的递归算法
Status InOrderTraverse(BiTree T, Status(* Visit)(TElemType e)){
B
E
C
DG
F
CBDFAGE
例: 已知结点的先序序列和中序 序列,求整棵二叉树。
先序序列:A B C D E F G 中序序列:C B E D A F G
A
A
C
B F
F
B
G
G
E
CD
D
E
A BF CDG E
构造二叉链表表示的二叉树 的递归算法
Status CreateBiTree(BiTree &T) { scanf(“%c”,&ch);
typedef struct BiThrNode {
TElemType data;
struct BiThrNode *lchild,*rchild;
//左右孩子指针
PointerTag LTag,RTag;
Pop(S,p); if (!Visite(p->data)) return ERROR; Push(S,p->rchild); } } return OK; }//InOrderTraverse
中序遍历二叉树的非递归算法 示意图
Pop GetTop<-- NULL
C
p
p
B
A A
S S
CBDFA
A
• ltag = 1时,lchild所指的结点即为前驱; • ltag = 0时,其前驱为遍历其左子树时的最后一个结
点(最右下结点)。 • 如根结点 “-”的前驱是“d” 。
中序线索二叉树
// 二叉树的二叉线索存储表示
typedef enum {Link,Thread} PointerTag;
//Link==0:指针,Thread==1:线索
构造二叉链表
按下列次序输入字符: ABCDEGF (其中表示空格字符) 可建立如右图的二叉链表.
A B
C
D
E
F
G
6.3.2 线索二叉树
遍历是非线性结构的线性化操作 保留遍历过程的顺序信息 ----线索二叉树的表示: 若结点有左子树,则其LCHILD域指示其左孩子, 否则令LCHILD域指示其前驱; 若结点有右子树,则其RCHILD域指示其右孩子, 否则令RCHILD域指示其后继。
if (ch==‘#’) T=NULL; else { if (!(T=(BiTNode *) malloc(sizeof (BiTNode))))
exit(OVERFLOW); T->data = ch ; CreateBiTree(T->lchild); CreateBiTree(T->rchild); } return OK; }//CreateBiTree
if (T){ if (PostOrderTraverse(T->lchild,Visit))
if (PostOrderTraverse(T->rchild,Visit)) if (Visit(T->data)) return OK;
return ERROR; }else return OK; }//PostOrderTraverse
后序遍历二叉树的操作定义为:
若二叉树为空,则空操作;
否则
A
(1)后序遍历左子树;
(2)后序遍历右子树;
B
E
(3)访问根结点。
C
DG
CFDBGEA
F
后序遍历二叉树的递归算法
Status PostOrderTraverse(BiTree T, Status(* Visit)(TElemType e)){
F
先序遍历二叉树的递归算法
Status PreOrderTraverse(BiTree T, Status(* Visit)(TElemType e)){
if (T){ if (Visit(T->data)) if (PreOrderTraverse(T->lchild,Visit)) if (PreOrderTraverse(T->rchild,Visit)) return OK; return ERROR;
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