C++实现二叉树

来源：互联网发布：弱电箱网络模块modem 编辑：程序博客网时间：2024/05/18 15:57
其中的 linkStack.h 和 linkQueue 分别在以下两篇博文里：linkStack 、linkQueue
#include <iostream>#include "linkStack.h"#include "linkQueue.h"using namespace std;//定义节点template<class T>struct node{    T data;    //结点中保存的数据    node *left;    //结点的左儿子    node *right;    //结点的右儿子    node():left(NULL),right(NULL){}    //构造函数，无参数    //构造函数，带参数    node(const T &x,node *l=NULL,node *r=NULL):data(x),left(l),right(r){}         ~node(){}    //析构函数};//定义二叉树template<class T>class BT{    public:      BT();    //构造空二叉树      BT(const T &x);    //构造以数据值为x的结点为根结点的二叉树      BT(const node<T> *p);    //构造以p为根结点的二叉树      node<T> * getRoot();    //返回根结点地址      //创建一个以数据值为x的结点为根结点，以lt为左子树、rt为右子树的二叉树      void makeTree(const T &x,BT <,BT &rt);      void delLeft();    //删除左子树      void delRight();    //删除右子树      bool empty() const;    //判断是否为空树      void clear();    //删除二叉树      int size() const;    //求二叉树的规模      int height() const;    //求二叉树的高度      int leafCount() const;    //求二叉树叶子结点个数      void preOrder() const;    //前序遍历二叉树      void midOrder() const;    //中序遍历二叉树      void postOrder() const;    //后续遍历二叉树      void levelOrder() const;    //层次遍历二叉树      bool isCompBT() const;    //判断是否为完全二叉树      void createTree(T flag);    //创建二叉树，输入flag表示为空      void copyTree(BT &tree);    //复制二叉树      ~BT();    //析构函数    private:      node<T> *root;    //二叉树的根结点      void clear(node<T> *t);    //删除以t为根结点的二叉树      int size(node<T> *t) const;    //求以t为根结点的二叉树的规模      int height(node<T> *t) const;    //求以t为根结点的二叉树的高度      //复制以t为根结点的二叉树为以r为根结点的新二叉树      void copyTree(node<T> *&r,node<T> *t);    };/*二叉树的实现*///构造空二叉树template <class T>BT<T>::BT(){    root=NULL;}//构造以数据值为x的结点为根结点的二叉树template <class T>BT<T>::BT(const T &x){    root=new node<T>(x);}//构造以p为根结点的二叉树template <class T>BT<T>::BT(const node<T> *p){    root=p;}//返回根结点地址template <class T>node<T> * BT<T>::getRoot(){    return root;}//创建一个以数据值为x的结点为根结点，以lt为左子树、rt为右子树的二叉树template <class T>void BT<T>::makeTree(const T &x,BT <,BT &rt){    root=new node<T>(x,lt.root,rt.root);    lt.root=NULL;    rt.root=NULL;}//删除左子树template <class T>void BT<T>::delLeft(){    if(root&&root->left)    {        BT tmp=root->left;        root->left=NULL;        tmp.clear();    }}//删除右子树template <class T>void BT<T>::delRight(){    if(root&&root->right)    {        BT tmp=root->right;        root->right=NULL;        tmp.clear();    }}//判断是否为空树template <class T>bool BT<T>::empty() const{    return root==NULL;}//删除二叉树template <class T>void BT<T>::clear(){    if(root)    {        clear(root);        root=NULL;    }}//删除以t为根结点的二叉树template <class T>void BT<T>::clear(node<T> *t){    if(t)    {        if(t->left) clear(t->left);        if(t->right) clear(t->right);        delete t;    }}//求二叉树的规模template <class T>int BT<T>::size() const{    return size(root);}//求以t为根结点的二叉树的规模template <class T>int BT<T>::size(node<T> *t) const{    if(t) return 1+size(t->left)+size(t->right);    return 0;}//求二叉树的高度template <class T>int BT<T>::height() const{    return height(root);}//求以t为根结点的二叉树的高度template <class T>int BT<T>::height(node<T> *t) const{    if(t)    {        int lt=height(t->left),rt=height(t->right);        return 1+(lt>rt ? lt : rt);    }    return -1;}//求二叉树叶子结点个数template <class T>int BT<T>::leafCount() const{    /*递归实现：    if(!t) return 0;    if(!t->left&&!t->right) return 1;    return leavesCount(t->left)+leavesCount(t->right);    */    //非递归实现：    int cnt=0;    linkStack<node<T> *> stack;    node<T> *t=root;    if(t)    {        stack.push(t);        while(!stack.empty())        {            node<T> *tmp=stack.pop();            if(!tmp->left&&!tmp->right) ++cnt;            if(tmp->right) stack.push(tmp->right);            if(tmp->left) stack.push(tmp->left);        }    }    return cnt;}//前序遍历二叉树template <class T>void BT<T>::preOrder() const{    /*递归实现：    if(t)    {        cout<<t->data<<' ';        preOrder(t->left);        preOrder(t->right);    }    */    //非递归实现：    if(root)    {        cout<<"\n前序遍历：";        linkStack<node<T> *> stack;        node<T> *t=root;        if(t)        {            stack.push(t);            while(!stack.empty())            {                node<T> *tmp=stack.pop();                cout<<tmp->data<<' ';                if(tmp->right) stack.push(tmp->right);                if(tmp->left) stack.push(tmp->left);            }        }    }}//中序遍历二叉树template <class T>void BT<T>::midOrder() const{    /*递归实现：    if(t)    {        midOrder(t->left);        cout<<t->data<<' ';        midOrder(t->right);    }    */    //非递归实现：    if(root)    {        cout<<"\n中序遍历：";        linkStack<node<T> *> stack;        node<T> *t=root;        if(t)        {            while(t)            {                stack.push(t);                t=t->left;            }            while(!stack.empty())            {                node<T> *tmp=stack.pop();                cout<<tmp->data<<' ';                if(tmp->right)                {                    stack.push(tmp->right);                    node<T> *tmp1=tmp->right;                    while(tmp1->left)                    {                        stack.push(tmp1->left);                        tmp1=tmp1->left;                    }                }            }        }    }}//后续遍历二叉树template <class T>void BT<T>::postOrder() const{    /*递归实现：    if(t)    {        postOrder(t->left);        postOrder(t->right);        cout<<t->data<<' ';    }    */    //非递归实现：    if(root)    {        cout<<"\n后续遍历：";        linkStack<node<T> *> stack;        node<T> *t=root;        do        {            while(t)            {                stack.push(t);                t=t->left;            }            node<T> *tmp=NULL;            bool flag=1;            while(!stack.empty()&&flag)            {                t=stack.top();                if(t->right==tmp)                {                    cout<<t->data<<' ';                    stack.pop();                    tmp=t;                }                else                {                    t=t->right;                    flag=0;                }            }        }while(!stack.empty());    }}//层次遍历二叉树template <class T>void BT<T>::levelOrder() const{    if(root)    {        cout<<"\n层次遍历：";        linkQueue<node<T> *> queue;        node<T> *t=root;        queue.enQueue(t);        while(!queue.empty())        {            t=queue.deQueue();            cout<<t->data<<' ';            if(t->left) queue.enQueue(t->left);            if(t->right) queue.enQueue(t->right);        }    }}//判断是否为完全二叉树template <class T>bool BT<T>::isCompBT() const{    if(!root) return 1;    bool judge=1;    bool flag=0;    linkQueue<node<T> *> queue;    queue.enQueue(root);    while(!queue.empty())    {        node<T> *tmp=queue.getHead();        if(flag)        {            if(tmp->left||tmp->right)            {                judge=0;                break;            }        }        else        {            if(tmp->left&&tmp->right)            {                queue.enQueue(tmp->left);                queue.enQueue(tmp->right);            }            else if(!tmp->left&&tmp->right)            {                judge=0;                break;            }            else            {                if(tmp->left) queue.enQueue(tmp->left);                flag=1;            }        }        queue.deQueue();    }    while(!queue.empty())    queue.deQueue();    return judge;}//创建二叉树，输入flag表示为空template <class T>void BT<T>::createTree(T flag){    linkQueue<node<T> *> queue;    node<T> *tmp;    T x,ldata,rdata;    //创建树，输入flag表示空    cout<<"\n输入根结点：";    cin>>x;    if(x==flag) root=NULL;    else    {        root=new node<T>(x);        queue.enQueue(root);        while(!queue.empty())        {            tmp=queue.deQueue();            cout<<"\n输入"<<tmp->data<<"的两个儿子（"<<flag<<"表示空结点）：";            cin>>ldata>>rdata;            if(ldata!=flag) queue.enQueue(tmp->left=new node<T>(ldata));            if(rdata!=flag) queue.enQueue(tmp->right=new node<T>(rdata));        }    }    cout<<"\n创建完成！\n\n";}//复制二叉树template <class T>void BT<T>::copyTree(BT &tree){    copyTree(root,tree.root);}//复制以t为根结点的二叉树为以r为根结点的新二叉树template <class T>void BT<T>::copyTree(node<T> *&r,node<T> *t){    if(t)    {        r=new node<T>(t->data);        copyTree(r->left,t->left);        copyTree(r->right,t->right);    }    else r=NULL;}//析构函数template <class T>BT<T>::~BT(){    clear();}