二叉树的遍历-递归与非递归
tansuo 2014-07-30
二叉树的遍历-递归与非递归
二叉树是一种非常重要的数据结构，很多其它数据结构都是基于二叉树的基础演变而来的。对于二叉树，有前序、中序以及后序三种遍历方法。因为树的定义本身就是递归定义，因此采用递归的方法去实现树的三种遍历不仅容易理解而且代码很简洁。而对于树的遍历若采用非递归的方法，就要采用栈去模拟实现。在三种遍历中，前序和中序遍历的非递归算法都很容易实现，非递归后序遍历实现起来相对来说要难一点。
一.前序遍历
前序遍历按照“根结点-左孩子-右孩子”的顺序进行访问。
1.递归实现
void preOrder1(BinTree *root) //递归前序遍历
{
if(root!=NULL)
{
cout<<root->data<<" ";
preOrder1(root->lchild);
preOrder1(root->rchild);
}
}
2.非递归实现
方法一：
根据前序遍历访问的顺序，优先访问根结点，然后再分别访问左孩子和右孩子。即对于任一结点，其可看做是根结点，因此可以直接访问，访问完之后，若其左孩子不为空，按相同规则访问它的左子树；当访问其左子树时，再访问它的右子树。因此其处理过程如下：
对于任一结点P：
1)访问结点P，并将结点P入栈;
2)判断结点P的左孩子是否为空，若为空，则取栈顶结点并进行出栈操作，并将栈顶结点的右孩子置为当前的结点P，循环至1);若不为空，则将P的左孩子置为当前的结点P;
3)直到P为NULL并且栈为空，则遍历结束。
void preOrder2(BinTree *root) // 非递归前序遍历
{
stack<BinTree*> s;
BinTree *p=root;
while(p!=NULL||!s.empty())
{
while(p!=NULL)
{
cout<<p->data<<" ";
s.push(p);
p=p->lchild;
}
if(!s.empty())
{
p=s.top();
s.pop();
p=p->rchild;
}
}
}
方法二（更加容易理解的方式）：
初始：维护一个栈，将根节点压入栈中。
循环：每次从栈顶读出一个节点信息，直接将节点值输出，同时将儿子节点按从右到做的顺序推到栈顶。
分析：跟递归调用的整体思路一样，不同的是，递归调用时是利用运行时系统所维护的程序调用栈来维护顺序，而这个非递归方法是用过自己维护的栈来保存信息。如此节省了调用栈的空间。
public void preOrderTravNoRecur(Node n) {
Stack<Node> stack= new Stack<Node>();
stack.add(root);
while (!stack.empty()) {
Node t = stack.pop();
System.out.print(t.value + " ");
if (t.rightNode != null)
stack.add(t.rightNode);
if (t.leftNode != null)
stack.add(t.leftNode);
}
}
二.中序遍历
中序遍历按照“左孩子-根结点-右孩子”的顺序进行访问。
1.递归实现
void inOrder1(BinTree *root) //递归中序遍历
{
if(root!=NULL)
{
inOrder1(root->lchild);
cout<<root->data<<" ";
inOrder1(root->rchild);
}
}
2.非递归实现
根据中序遍历的顺序，对于任一结点，优先访问其左孩子，而左孩子结点又可以看做一根结点，然后继续访问其左孩子结点，直到遇到左孩子结点为空的结点才进行访问，然后按相同的规则访问其右子树。因此其处理过程如下：
对于任一结点P，
1)若其左孩子不为空，则将P入栈并将P的左孩子置为当前的P，然后对当前结点P再进行相同的处理；
2)若其左孩子为空，则取栈顶元素并进行出栈操作，访问该栈顶结点，然后将当前的P置为栈顶结点的右孩子；
3)直到P为NULL并且栈为空则遍历结束
void inOrder2(BinTree *root) // 非递归中序遍历
{
stack<BinTree*> s;
BinTree *p=root;
while(p!=NULL||!s.empty())
{
while(p!=NULL)
{
s.push(p);
p=p->lchild;
}
if(!s.empty())
{
p=s.top();
cout<<p->data<<" ";
s.pop();
p=p->rchild;
}
}
}
