二叉樹(shù)是一種非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，遍歷二叉樹(shù)幾乎都是通過(guò)遞歸或者用棧輔助實(shí)現(xiàn)非遞歸的遍歷。用二叉樹(shù)作為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，取到一個(gè)節(jié)點(diǎn)，只能獲取節(jié)點(diǎn)的左孩子和右孩子，不能直接得到節(jié)點(diǎn)的任一遍歷序列的前驅(qū)或者后繼。為了保存這種在遍歷中需要的信息，我們利用二叉樹(shù)中指向左右子樹(shù)的空指針來(lái)存放節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)和后繼信息。

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#include <iostream>
using namespace std;

enum PointerTag {THREAD, LINK};

template<class T>
struct BinaryTreeNodeThd
{
	T _data;                      //數(shù)據(jù)
	BinaryTreeNodeThd<T>* _left;  //左孩子
	BinaryTreeNodeThd<T>* _right; //右孩子
	PointerTag _leftTag;          //左孩子線(xiàn)索標(biāo)志  
	PointerTag _rightTag;         //右孩子線(xiàn)索標(biāo)志  

	BinaryTreeNodeThd(const T& data)
		:_data(data)
		,_left(NULL)
		,_right(NULL)
		,_leftTag(LINK)
		,_rightTag(LINK)
	{}
};


template<class T>
class BinaryTreeThd
{
public:
	BinaryTreeThd(const T* array, size_t size, const T& invalid)
	{
		size_t index = 0;
		_root = _CreateTree(array, size, index, invalid);
	}

	~BinaryTreeThd()
	{
		_DestroyTree(_root);
		_root = NULL;
	}

	void InOrderThreading()
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* prev = NULL;

		_InOrderThreading(_root, prev);
	}

	void PreOrderThreading()
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* prev = NULL;

		_PreOrderThreading(_root, prev);
	}

	void PostOrderThreading()
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* prev = NULL;

		_PostOrderThreading(_root, prev);
	}

	void PreOrderThd()
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* cur = _root;

		while (cur)
		{
			while (cur && LINK == cur->_leftTag)
			{
				cout<<cur->_data<<" ";
				cur = cur->_left;
			}

			cout<<cur->_data<<" ";

			cur = cur->_right;
		}

		cout<<endl;
	}

	void InOrderThd()
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* cur = _root;

		while (cur)
		{
			while (cur && LINK == cur->_leftTag)
			{
				cur = cur->_left;
			}

			cout<<cur->_data<<" ";

			while (THREAD == cur->_rightTag)
			{
				cur = cur->_right;
				cout<<cur->_data<<" ";
			}

			cur = cur->_right;
		}

		cout<<endl;
	}

protected:
	BinaryTreeNodeThd<T>* _CreateTree(const T* array, size_t size, size_t& index, const T& invalid)
	{
		BinaryTreeNodeThd<T>* root = NULL;
		if (index < size && array[index] != invalid)
		{
			root = new BinaryTreeNodeThd<T>(array[index]);
			root->_left = _CreateTree(array, size, ++index, invalid);
			root->_right = _CreateTree(array, size, ++index, invalid);
		}

		return root;
	}

	void _DestroyTree(BinaryTreeNodeThd<T>* root)
	{
		if (NULL == root)
			return;

		if (LINK == root->_leftTag)
			_DestroyTree(root->_left);

		if (LINK == root->_rightTag)
			_DestroyTree(root->_right);

		delete root;
	}
	
	void _PreOrderThreading(BinaryTreeNodeThd<T>* cur, BinaryTreeNodeThd<T>*& prev)
	{
		if (NULL == cur)
			return;

		if (NULL == cur->_left)
		{
			cur->_leftTag = THREAD;
			cur->_left = prev;
		}

		if (prev && NULL == prev->_right)
		{
			prev->_rightTag = THREAD;
			prev->_right = cur;
		}

		prev = cur;

		if (cur->_leftTag == LINK)
			_PreOrderThreading(cur->_left, prev);

		if (cur->_rightTag == LINK)
			_PreOrderThreading(cur->_right, prev);
	}

	void _InOrderThreading(BinaryTreeNodeThd<T>* cur, BinaryTreeNodeThd<T>*& prev)
	{
		if (NULL == cur)
			return;

		_InOrderThreading(cur->_left, prev);

		if (NULL == cur->_left)
		{
			cur->_leftTag = THREAD;
			cur->_left = prev;
		}

		if (prev && NULL == prev->_right)
		{
			prev->_rightTag = THREAD;
			prev->_right = cur;
		}

		prev = cur;

		_InOrderThreading(cur->_right, prev);
	}

	void _PostOrderThreading(BinaryTreeNodeThd<T>* cur, BinaryTreeNodeThd<T>*& prev)
	{
		if (NULL == cur)
			return;

		_PostOrderThreading(cur->_left, prev);
		_PostOrderThreading(cur->_right, prev);

		if (cur->_left == NULL)
		{
			cur->_leftTag = THREAD;
			cur->_left = prev;
		}

		if (prev && NULL == prev->_right)
		{
			prev->_rightTag = THREAD;
			prev->_right = cur;
		}

		prev = cur;
	}
protected:
	BinaryTreeNodeThd<T>* _root;
};


void Test()
{
	int a[] = {1, 2, 3, '#', '#', 4, '#', '#', 5, 6};
	BinaryTreeThd<int> t1(a, sizeof(a)/sizeof(a[0]), '#');

	t1.PreOrderThreading();
	t1.PreOrderThd();

	BinaryTreeThd<int> t2(a, sizeof(a)/sizeof(a[0]), '#');
	t2.InOrderThreading();
	t2.InOrderThd();

	int a1[] = {1, 2, '#', 3, '#', '#', 4, 5, '#', 6, '#', 7, '#', '#', 8};
	BinaryTreeThd<int> t3(a1, sizeof(a1)/sizeof(a1[0]), '#');
	t3.PreOrderThreading();
	t3.PreOrderThd();
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

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文章標(biāo)題：C++線(xiàn)索化二叉樹(shù)-創(chuàng)新互聯(lián)
本文網(wǎng)址：http://jinyejixie.com/article32/diodpc.html

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