强烈推荐,超详细实现二叉树的建立(附实现源码)

目录

1.如何创建一棵二叉树1.二叉树的存储结构定义2.实现二叉树结点的新建、查找、修改3.实现二叉树结点的插入4.二叉树创建过程

2.二叉树的遍历1.先序遍历2.中序遍历3.后序遍历4.层序遍历

3.源码实现

1.如何创建一棵二叉树

创建一棵二叉树需要什么 其实答案很简单,无非就是从根节点开始,逐步实现子节点的创建,从而实现树的整体框架 由于树是一种特殊的线性表,所以对于生成后的树,我们应该可以对它进行查找,修改,插入等功能 最后,我们将进行对树的遍历,这里将讨论常用的先序,中序,后序以及层序等四种遍历方式

关于二叉查找树结点的删除,可以查看后续文章 强烈推荐!超详细实现二叉查找树结点的删除(附实现源码)

1.二叉树的存储结构定义

一般来说,二叉树使用链表来定义,不同的是,由于二叉树每个结点都存在两条出边,因此指针域变为两个,分别指向左子树和右子树的跟结点地址,因此又把这种链表叫做二叉链表

struct node

{

int data; //数据域

node * lchild; //指向左子树根节点的指针

node * rchild; //指向右子树根节点的指针

};

2.实现二叉树结点的新建、查找、修改

如果需要新建结点(例如往二叉树里面插入结点时,可使用下面的函数(返回类型是一个指向node的指针)

node* newNode(int v) {

node*Node = new node; //申请一个node类型变量的地址空间

Node->data = v; //结点权值为v

Node->lchild = Node->rchild = NULL; //初始状态下无左右孩子

return Node; //返回新节点的地址

}

查找操作是指在给定的数据域内,在二叉树里面找到所有数据域(对多个结点实行操作)为给定数据域的结点,并且对查找到的结点修改为给定的数据域

void search(node*root,int x, int newdata){

if (root == NULL) return; //考虑为空节点的可能性

if (root->data == x) {

root->data = newdata; //找到数据域为x的结点,把它修改为newdata

}

search(root->lchild, x, newdata);//往左子树搜索

search(root->rchild, x, newdata);//往右子树搜索

}

3.实现二叉树结点的插入

关于二叉树结点的插入,由于在没有给出插入条件的问题中,很难给出插入的具体方法。因此这里以在一棵二叉搜索树中插入为例。插入过程的核心思想,是按照给定的插入条件(例中为二叉查找树)找到树里面的边界(死胡同),此处就是查找失败的地方,也是结点需要插入的地方

void insert(node*& root, int x) { //注意 传入的是结点指针的引用

if (root == NULL) { //空树,即查找失败,插入结点(递归边界)

root = newNode(x);

return;

}

if (root->data > x) { //往左子树搜索

insert(root->lchild, x);

}

else insert(root->rchild, x); //往右子树搜索

}

在上述代码中,一个关键的点就是根节点指针root使用了引用&,这样在函数中可以直接修改原变量。这么做的原因是,在insert函数中新建了一个新结点,并且把新节点的地址赋给了当层的root。如果不采用引用,root = new node 这个语句对root 的修改就无法作用到原变量,也就无法将节点加到二叉树上面。那为什么前面的search 函数不需要加引用呢?因为search 函数修改的是指针root指向的内容,而不是root本身,对结点指向的内容的修改是不需要加引用的

4.二叉树创建过程

二叉树的创建,其实就是二叉树结点的插入过程,比较常用的写法是把需要插入的数据域存储在数组中,并且最终返回插入结点后树的根结点

node*create(int data[], int n) {

node* root = NULL; //新建空根结点

for (int i = 0; i < n; i++) {

insert(root, data[i]); //将data[0]到data[n-1]插入二叉树

}

return root; //返回根节点

}

2.二叉树的遍历

在下文提到的四种遍历方式中,像先、中、后三种遍历方式,都是基于深度优先搜索(DFS),而层序遍历则是基于广度搜索(BFS)由于树本质上是一种递归结构,因此可以抽象的把树看成root, 左子树 ,右子树 三部分,且对左右子树也进行同样的划分前三种遍历中无论哪一种,都是先开始左子树的遍历,再到右子树。所谓先、中、后则是代表根节点在访问过程中的位置

1.先序遍历

由定义知,先序遍历的遍历顺序是根节点->左子树->右子树,由上文提到的抽象思想,对于每个结点都采用相同的遍历思路,直到到达递归边界

所以核心问题是处理好 递归式与递归边界

实现效果图如下: 代码实现如下:

void preorder(node* root) { //先序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

preorder(root->lchild); //访问左子树

preorder(root->rchild); //访问右子树

}

2.中序遍历

中序遍历也是一样的思想,中序遍历的遍历顺序是左子树->根节点->右子树,由上文提到的抽象思想,对于每个结点都采用相同的遍历思路,直到到达递归边界实现效果图如下: 代码实现如下:

void inorder(node* root) { //中序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

inorder(root->lchild); //访问左子树

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

inorder(root->rchild); //访问右子树

}

3.后序遍历

后序遍历同上,中序遍历的遍历顺序是左子树->右子树->根节点,由上文提到的抽象思想,对于每个结点都采用相同的遍历思路,直到到达递归边界实现效果图如下: 代码实现如下:

void postorder(node* root) { //后序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

preorder(root->lchild); //访问左子树

preorder(root->rchild); //访问右子树

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

}

4.层序遍历

层序遍历是按照层次顺序从根节点向下逐层进行遍历,且对同一层的结点由左往右进行遍历,由于存在回溯问题,因此需要用到队列这种数据结构

具体实现思路如下

①将根节点root 加入队列q②取出队首结点,访问它③若该结点有左孩子,则将左孩子入队④该结点有有孩子,则将右孩子入队重复进行步骤②,直到队列为空 实现效果图如下:

实现代码如下:

void LayerOrder(node* root) { //层序遍历

queue q; //队列里面存的是地址 记得导入头文件

q.push(root); //将根节点入队

while (!q.empty()) //退出条件为队列为空

{

node* now = q.front(); //取出队首元素

cout << now->data << endl;

q.pop(); //弹出队首元素

if (now->lchild != NULL) q.push(now->lchild);//左子树非空则压入队列

if (now->rchild != NULL) q.push(now->rchild);//右子树非空则压入队列

}

}

3.源码实现

#include

#include

using namespace std;

struct node

{

int data;

node * lchild;

node * rchild;

};

node* newNode(int v) {

node*Node = new node; //申请一个node类型变量的地址空间

Node->data = v; //结点权值为v

Node->lchild = Node->rchild = NULL; //初始状态下无左右孩子

return Node; //返回新节点的地址

}

void search(node*root,int x, int newdata){

if (root == NULL) return; //考虑为空节点的可能性

if (root->data == x) {

root->data = newdata; //找到数据域为x的结点,把它修改为newdata

}

search(root->lchild, x, newdata);//往左子树搜索

search(root->rchild, x, newdata);//往右子树搜索

}

void insert(node*& root, int x) {

if (root == NULL) { //空树,即查找失败,插入结点(递归边界)

root = newNode(x);

return;

}

if (root->data > x) { //往左子树搜索

insert(root->lchild, x);

}

else insert(root->rchild, x); //往右子树搜索

}

node*create(int data[], int n) {

node* root = NULL; //新建空根结点

for (int i = 0; i < n; i++) {

insert(root, data[i]); //将data[0]到data[n-1]插入二叉树

}

return root; //返回根节点

}

void preorder(node*root) { //先序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

preorder(root->lchild); //访问左子树

preorder(root->rchild); //访问右子树

}

void inorder(node*root) { //中序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

inorder(root->lchild); //访问左子树

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

inorder(root->rchild); //访问右子树

}

void postorder(node* root) { //后序遍历

if (root == NULL) return; //到达空树,即递归边界

preorder(root->lchild); //访问左子树

preorder(root->rchild); //访问右子树

cout << root->data << endl;; //访问根节点数据域

}

void LayerOrder(node* root) { //层序遍历

queue q; //队列里面存的是地址 记得导入头文件

q.push(root); //将根节点入队

while (!q.empty()) //退出条件为队列为空

{

node* now = q.front(); //取出队首元素

cout << now->data << endl;

q.pop(); //弹出队首元素

if (now->lchild != NULL) q.push(now->lchild);//左子树非空则压入队列

if (now->rchild != NULL) q.push(now->rchild);//右子树非空则压入队列

}

}

int main() {

int n = 10;

int nums[10] = { 5,3,8,2,4,1,6,7,9,0 };

node* root = create(nums, 10);

//search(root, 7, 11); //查找替换

preorder(root);//前序遍历

//inorder(root); //中序遍历

//postorder(root); //后序遍历

//LayerOrder(root); //层序遍历

system("pause");

return 0;

}

2025-09-28 22:58:41
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