用顺序存储结构来存储一颗具有n个结点的二叉树,编写算法实现对该二叉树进行先序遍历,输出先序遍历序列。
时间: 2023-09-20 13:05:09 浏览: 93
二叉树的存储结构和遍历算法
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### 回答1:
假设二叉树的结点结构体为:
```c
typedef struct node{
char data; //节点存储数据
int left; //节点的左子节点在数组中的下标
int right; //节点的右子节点在数组中的下标
}Node;
```
其中,如果该节点没有左子节点,则 `left` 值为 -1;如果该节点没有右子节点,则 `right` 值为 -1。
先序遍历的递归算法如下:
```c
void preorder(int root, Node tree[]){
if(root == -1) return; //当节点下标为-1时,说明该节点不存在,直接返回
printf("%c ", tree[root].data); //先访问根节点
preorder(tree[root].left, tree); //递归遍历左子树
preorder(tree[root].right, tree); //递归遍历右子树
}
```
对于非递归实现,可以借助栈来实现。具体实现步骤如下:
1. 若当前节点不为空,则输出当前节点的值并将其入栈,然后将当前节点指向其左子节点,重复步骤1直到当前节点为空;
2. 若当前节点为空,说明左子树已经遍历完毕,从栈中弹出一个节点,将当前节点指向该节点的右子节点,并重复步骤1直到栈为空。
非递归实现的代码如下:
```c
void preorder_nonrecursive(int root, Node tree[]){
int stack[1000], top = -1;
while(root != -1 || top != -1){
while(root != -1){
printf("%c ", tree[root].data);
stack[++top] = root;
root = tree[root].left;
}
if(top != -1){
root = tree[stack[top--]].right;
}
}
}
```
其中,`stack[1000]` 为存储栈,`top` 表示栈顶下标。
### 回答2:
首先,对于顺序存储结构来存储二叉树,我们可以使用一个一维数组来表示。假设树的根节点存储在数组下标为1的位置,那么对于任意一个节点i,其左孩子节点存储在数组下标为2i的位置,右孩子节点存储在数组下标为2i+1的位置。
对于先序遍历二叉树的算法实现,可以使用递归的方式。具体实现步骤如下:
1. 判断当前节点是否为空,如果为空则返回。
2. 输出当前节点的值。
3. 递归地先序遍历当前节点的左子树。
4. 递归地先序遍历当前节点的右子树。
具体代码实现如下:
```python
def preorder(root, tree):
if root > len(tree) or tree[root] is None:
return
print(tree[root], end=" ") # 输出当前节点的值
preorder(2 * root, tree) # 递归遍历左子树
preorder(2 * root + 1, tree) # 递归遍历右子树
```
其中,root为当前节点在数组中的位置,tree为存储二叉树的数组。
调用preorder函数即可实现对二叉树的先序遍历,输出先序遍历序列。例如:
```python
tree = [None, 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', None, 'F', None, 'G']
preorder(1, tree)
```
输出结果为:A B D F C G E
这就是用顺序存储结构存储一颗具有n个结点的二叉树,并实现对该二叉树进行先序遍历的算法。
### 回答3:
先要了解顺序存储结构存储二叉树的方式。通过顺序存储结构,我们可以将一颗具有n个结点的二叉树存储在一个一维数组中。根据二叉树的性质,可以将数组索引与二叉树结点之间建立一定的映射关系。
假设数组为arr,根节点的位置为0,则对于任意一个结点k,其左孩子结点的位置为2k+1,右孩子结点的位置为2k+2。
实现该二叉树的先序遍历算法如下:
1. 若二叉树为空(即结点数为0),则直接返回。
2. 若二叉树不为空,则从根结点开始,输出根结点的值。
3. 递归遍历左子树:将根结点的位置乘以2,并加1,得到左孩子结点的位置。
4. 递归遍历右子树:将根结点的位置乘以2,并加2,得到右孩子结点的位置。
具体实现代码如下:
```python
def preorder_traversal(arr, node_index):
if node_index >= len(arr): # 结点位置超出数组长度,表示为空结点
return
# 输出当前结点的值
print(arr[node_index])
# 递归遍历左子树
preorder_traversal(arr, node_index * 2 + 1)
# 递归遍历右子树
preorder_traversal(arr, node_index * 2 + 2)
```
通过上述算法,我们可以实现对具有n个结点的二叉树进行先序遍历,输出先序遍历序列。
需要注意的是,顺序存储结构适用于完全二叉树,对于非完全二叉树,顺序存储结构可能会浪费很多空间,因此在实际应用中需谨慎选择存储结构。
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