3.用二叉链表作为存储结构,建立一棵\n\n二叉树。 分别按先序、中序、后序和\n\n层次顺序遍历二叉树。 按中序顺序非\n\n递归遍历二叉树 编写交换二叉树中所\n\n有结点的左、右孩子的非递归算法。
时间: 2023-05-31 17:19:06 浏览: 217
常用的数据结构的算法,包括二叉树的三种递归和非递归算法,染色问题,八皇后问题,深度广度遍历,约瑟夫环,数值转换,树的高度和叶子节
### 回答1:
建立二叉树时,可以使用二叉链表作为存储结构。在二叉链表中,每个节点包含三个部分:数据域、左子树指针和右子树指针。通过不断插入节点,可以构建一棵二叉树。
按先序、中序、后序和层次顺序遍历二叉树时,可以使用递归或非递归的方式。其中,先序遍历的顺序是根节点、左子树、右子树;中序遍历的顺序是左子树、根节点、右子树;后序遍历的顺序是左子树、右子树、根节点;层次遍历的顺序是从上到下、从左到右。
按中序顺序非递归遍历二叉树时,可以使用栈来实现。首先将根节点入栈,然后将左子树全部入栈,直到没有左子树为止。然后弹出栈顶元素,访问该节点,再将右子树入栈。重复上述步骤,直到栈为空。
交换二叉树中所有节点的左、右孩子的非递归算法可以使用层次遍历实现。首先将根节点入队列,然后依次取出队列中的节点,交换该节点的左、右孩子,并将左、右孩子入队列。重复上述步骤,直到队列为空。
### 回答2:
二叉树是一种重要的数据结构,常被用于算法和编程中。二叉链表作为二叉树的存储结构之一,具有良好的可读性和易操作性。本文将介绍如何用二叉链表建立一棵二叉树,并分别按先序、中序、后序和层次顺序遍历二叉树,以及按中序顺序非递归遍历二叉树和交换二叉树中所有结点的左、右孩子的非递归算法。
二叉链表表示二叉树,包括一个指向左子树的左孩子指针、一个指向右子树的右孩子指针和一个保存根节点的数据域。二叉链表相比于链式存储和顺序存储更为灵活和易操作。对于一颗二叉树,我们可以通过递归的方式来建立它的二叉链表表示。
下面是建立一棵二叉树的示例代码:
```
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};
TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
if (preorder.empty() || inorder.empty()) {
return NULL;
}
int root_val = preorder[0];
TreeNode* root = new TreeNode(root_val);
int pos = find(inorder.begin(), inorder.end(), root_val) - inorder.begin();
vector<int> inorder_left(inorder.begin(), inorder.begin() + pos);
vector<int> inorder_right(inorder.begin() + pos + 1, inorder.end());
vector<int> preorder_left(preorder.begin() + 1, preorder.begin() + 1 + inorder_left.size());
vector<int> preorder_right(preorder.begin() + 1 + inorder_left.size(), preorder.end());
root->left = buildTree(preorder_left, inorder_left);
root->right = buildTree(preorder_right, inorder_right);
return root;
}
```
可以看到,我们先取先序遍历数组的第一个元素作为根节点的值,并在中序遍历数组中找到根节点的位置。然后把中序遍历数组分为左子树和右子树两个部分,在先序遍历数组中分别取出左子树和右子树的元素,递归的调用建立左子树和右子树的函数,最后返回根节点即可。
接下来,我们分别介绍通过不同的遍历顺序来遍历二叉树。对于一棵二叉树,常用的四种遍历顺序分别是:先序遍历、中序遍历、后序遍历和层次遍历。
先序遍历顺序是,先输出当前节点的值,然后遍历左子树,最后遍历右子树。中序遍历顺序是,先遍历左子树,然后输出当前节点的值,最后遍历右子树。
后序遍历顺序是,先遍历左子树,然后遍历右子树,最后输出当前节点的值。层次遍历是,从上到下、从左到右依次遍历每个节点。
以下是二叉树四种遍历顺序的示例代码:
```
void preorderTraversal(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return;
}
cout << root->val << " ";
preorderTraversal(root->left);
preorderTraversal(root->right);
}
void inorderTraversal(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return;
}
inorderTraversal(root->left);
cout << root->val << " ";
inorderTraversal(root->right);
}
void postorderTraversal(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return;
}
postorderTraversal(root->left);
postorderTraversal(root->right);
cout << root->val << " ";
}
void levelOrderTraversal(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return;
}
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
TreeNode* node = q.front();
q.pop();
cout << node->val << " ";
if (node->left) {
q.push(node->left);
}
if (node->right) {
q.push(node->right);
}
}
}
```
对于中序遍历非递归遍历的算法,我们可以使用栈来实现。首先把当前节点入栈,然后遍历它的左子树,把左子树的所有节点都入栈。最后从栈中取出一个节点,输出这个节点的值,再遍历右子树即可。
以下是中序遍历非递归遍历的示例代码:
```
vector<int> inorderTraversal(TreeNode* root) {
vector<int> res;
stack<TreeNode*> s;
TreeNode* cur = root;
while (cur || !s.empty()) {
while (cur) {
s.push(cur);
cur = cur->left;
}
cur = s.top();
s.pop();
res.push_back(cur->val);
cur = cur->right;
}
return res;
}
```
最后,我们来介绍如何交换二叉树中所有结点的左、右孩子的非递归算法。我们可以使用队列来实现交换,首先把根节点入队,然后在队列非空的情况下,弹出队首元素,交换其中的左右孩子,如果孩子不为空,则将左右孩子入队即可。
以下是交换二叉树中所有结点的左、右孩子的非递归算法示例代码:
```
TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return NULL;
}
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
TreeNode* node = q.front();
q.pop();
TreeNode* left = node->left;
node->left = node->right;
node->right = left;
if (node->left) {
q.push(node->left);
}
if (node->right) {
q.push(node->right);
}
}
return root;
}
```
以上就是关于二叉树的建立和遍历,以及非递归交换左右孩子的介绍。二叉树作为一种基础的数据结构,我们需要掌握它的建立和遍历方法,这有助于我们在算法和编程中更好的使用它。
### 回答3:
二叉树是一种常见的数据结构,可以用二叉链表作为存储结构,下面将介绍如何建立、遍历和交换二叉树的算法。
1. 建立二叉树:可以按照先序遍历的顺序输入节点信息,如果是空节点则输入“#”,递归创建左右子树即可。
2. 先序遍历:对于当前节点,先输出节点值,再递归遍历左右子树。
3. 中序遍历:对于当前节点,先递归遍历左子树,再输出节点值,最后递归遍历右子树。
4. 后序遍历:对于当前节点,先递归遍历左右子树,最后输出节点值。
5. 层次遍历:利用队列先进先出的特性,先将根节点入队,然后从队首取出节点,输出节点值,并将其左右子节点入队,直到队列为空。
6. 中序非递归遍历:利用栈来实现,首先遍历其左子树,将节点入栈,然后依次出栈,输出节点值,并遍历右子树。
7. 交换二叉树中所以节点的左右孩子的非递归算法:实现思路与中序非递归遍历类似,对于每个节点,交换左右子节点,如果其左右子节点不为空,则将其入栈。依次出栈,交换节点的左右子节点,并将其子节点入栈,直到栈为空。
以上就是使用二叉链表存储结构建立、遍历和交换二叉树的算法,需要注意的是,根据不同的遍历方法会得到不同的遍历序列,这些序列存储了二叉树的所有节点信息,能够方便地实现二叉树的各种操作。
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