一步一步写算法（之二叉树广度遍历）

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    在二叉树的遍历当中，有一种遍历方法是不常见的，那就是广度遍历。和其他三种遍历方法不同，二叉树的广度遍历需要额外的数据结构来帮助一下？什么数据结构呢？那就是队列。因为队列具有先进先出的特点，这个特点要求我们在遍历新的一层数据之前，必须对上一次的数据全部遍历结束。暂时还没有掌握队列知识的朋友可以看一看我的这一篇博客—队列。

    a）下面是新添加的队列数据结构，其中数据部分换成了树节点指针的指针：

[cpp] view plaincopy

1. typedef struct _QUEUE  
2. {  
3.     int head;  
4.     int tail;  
5.     int length;  
6.     TREE_NODE** pHead;  
7. }QUEUE;  

    注：head表示开始，tail表示结束，length表示pHead的长度，pHead表示指针的起始地址

    b）创建队列，因为涉及到length的长度问题，所以需要计算二叉树中节点的总数

[cpp] view plaincopy

1. QUEUE* create_queue_for_tree(const TREE_NODE* pTreeNode)  
2. {  
3.     QUEUE* pQueue;  
4.     int count;  
5.   
6.     if(NULL == pTreeNode)  
7.         return NULL;  
8.   
9.     count = count_all_node_number(pTreeNode);  
10.     pQueue = (QUEUE*)malloc(sizeof(QUEUE));  
11.     assert(NULL != pQueue);  
12.     memset(pQueue, 0, sizeof(QUEUE));  
13.   
14.     pQueue->pHead = (TREE_NODE**)malloc(sizeof(TREE_NODE*)* count);  
15.     assert(NULL != pQueue->pHead);  
16.     memset(pQueue->pHead, 0, sizeof(TREE_NODE*) * count);  
17.   
18.     pQueue->head = pQueue->tail = 0;  
19.     pQueue->length = count;  
20.     return pQueue;  
21. }  

    c）实现队列的数据加入和数据弹出操作

[cpp] view plaincopy

1. void insert_node_into_queue(QUEUE* pQueue, TREE_NODE* pNode)  
2. {  
3.     if(NULL == pQueue || NULL == pQueue->pHead ||NULL == pNode)  
4.         return;  
5.   
6.     pQueue->pHead[pQueue->tail ++] = pNode;  
7.     return;  
8. }  
9.   
10. TREE_NODE* get_node_from_queue(QUEUE* pQueue)  
11. {  
12.     if(NULL == pQueue || NULL == pQueue->pHead)  
13.         return NULL;  
14.   
15.     if(pQueue->head == pQueue->tail)  
16.         return NULL;  
17.   
18.     return pQueue->pHead[pQueue->head++];  
19. }  

    注：这里定义的队列不是循环队列，所以数据的压入和弹出比较简单，直接对head和tail处理即可

    d）遍历节点，按层得到数据，最后再pQueue->pHead中得到的指针数据就是按层输出的结果

[cpp] view plaincopy

1. QUEUE* traverse_node_by_layer(TREE_NODE* pNode)  
2. {  
3.     QUEUE* pQueue;  
4.     if(NULL ==pNode)  
5.         return NULL;  
6.   
7.     pQueue = create_queue_for_tree(pNode);  
8.     assert(NULL != pQueue);  
9.   
10.     /* 首个节点加入队列 */  
11.     insert_node_into_queue(pQueue, pNode);  
12.     pNode = get_node_from_queue(pQueue);  
13.   
14.     while(pNode){  
15.         if(pNode->left)  
16.             insert_node_into_queue(pQueue, pNode->left);  
17.   
18.         if(pNode->right)  
19.             insert_node_into_queue(pQueue, pNode->right);  
20.   
21.         pNode = get_node_from_queue(pQueue);  
22.     }  
23.   
24.     return pQueue;  
25. }  

扩充部分：

    上面的办法已经可以实现队列的按层输出，那么如果想在节点结构中直接实现数据的按层访问怎么办？其实两步走就可以：1）在已有的TREE_NODE添加prev和next；（2）按照刚才得到的pQueue->pHead结果，依次对prev和next进行赋值即可。不知道朋友们明白了没？