PHP数据结构之九 PHP储存二叉树，二叉树的创建与二叉树的基本操作 遍历二叉树算法

 二叉树的创建及基本操作
PHP储存二叉树，二叉树的创建与二叉树的基本操作 遍历二叉树算法
<?php
/**
*二叉树的创建及基本操作
*
*1.构造方法,初始化建立二叉树
*2.按先序遍历方式建立二叉树
*3.按先序遍历二叉树
*4.先序遍历的非递归算法
*5.中序遍历二叉树
*6.中序遍历的非递归算法
*7.后序遍历二叉树
*8.后序遍历非递归算法
*9.层次遍历二叉树
*10.求二叉树叶子结点的个数
*11.求二叉树的深度
*12.判断二叉树是否为空树
*13.置空二叉树
*
*@author xudianyang<>
*@version $Id:BinaryTree.class.php,v 1.0 2011/02/13 13:33:00 uw Exp
*@copyright &copy;2011,xudianyang
*/
header('content-type:text/html;charset=gb2312');
//在PHP数据结构之五 栈的PHP的实现和栈的基本操作 可以找到该类
include_once("./StackLinked.class.php");
//在 PHP数据结构之七 队列的链式存储和队列的基本操作 可以找到该类
include_once('./QueueLinked.class.php');
class BTNode{
 //左子树“指针”
 public $mLchild=null;
 //右子树“指针”
 public $mRchild=null;
 //结点数据域
 public $mData=null;
 //左标志域，为1时表示mLchild“指向”结点左孩子，为2表示“指向”结点直接前驱
 public $intLeftTag=null;
 //右标志域，为1时表示mRchild“指向”结点右孩子，为2表示“指向”结点直接后继
 public $intRightTag=null;
}
class BinaryTree{
 //根结点
 public $mRoot;
 //根据先序遍历录入的二叉树数据
 public $mPBTdata=null;
/**
*构造方法,初始化建立二叉树
*
*@param array $btdata 根据先序遍历录入的二叉树的数据，一维数组，每一个元素代表二叉树一个结点值,扩充结点值为''[长度为0的字符串]
*@return void
*/
 public function __construct($btdata=array()){
  $this->mPBTdata=$btdata;
  $this->mRoot=null;
  $this->getPreorderTraversalCreate($this->mRoot);
 }
/**
*按先序遍历方式建立二叉树
*
*@param BTNode 二叉树结点，按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getPreorderTraversalCreate(&$btnode){
  $elem=array_shift($this->mPBTdata);
  if($elem === ''){
   $btnode=null;
  }else if($elem === null){
   return;
  }else{
   $btnode=new BTNode();
   $btnode->mData=$elem;
   $this->getPreorderTraversalCreate($btnode->mLchild);
   $this->getPreorderTraversalCreate($btnode->mRchild);
  }
 }
/**
*判断二叉树是否为空
*
*@return boolean 如果二叉树不空返回true,否则返回false
**/
 public function getIsEmpty(){
  if($this->mRoot instanceof BTNode){
   return false;
  }else{
   return true;
  }
 }
/**
*将二叉树置空
*
*@return void
*/
 public function setBinaryTreeNull(){
  $this->mRoot=null;
 }
/**
*按先序遍历二叉树
*
*@param BTNode $rootnode 遍历过程中的根结点
*@param array $btarr 接收值的数组变量，按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getPreorderTraversal($rootnode,&$btarr){
  if($rootnode!=null){
   $btarr[]=$rootnode->mData;
   $this->getPreorderTraversal($rootnode->mLchild,$btarr);
   $this->getPreorderTraversal($rootnode->mRchild,$btarr);
  }
 }
/**
*先序遍历的非递归算法
*
*@param BTNode $objRootNode 二叉树根节点
*@param array $arrBTdata 接收值的数组变量，按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getPreorderTraversalNoRecursion($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $objNode=$objRootNode;
   $objStack=new StackLinked();
   do{
    $arrBTdata[]=$objNode->mData;
    $objRNode=$objNode->mRchild;
    if($objRNode !=null){
     $objStack->getPushStack($objRNode);
    }
    $objNode=$objNode->mLchild;
    if($objNode==null){
     $objStack->getPopStack($objNode);
    }
   }while($objNode!=null);
  }else{
   $arrBTdata=array();
  }
 }
/**
*中序遍历二叉树
*
*@param BTNode $objRootNode 过程中的根节点
*@param array $arrBTdata 接收值的数组变量,按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getInorderTraversal($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode!=null){
   $this->getInorderTraversal($objRootNode->mLchild,$arrBTdata);
   $arrBTdata[]=$objRootNode->mData;
   $this->getInorderTraversal($objRootNode->mRchild,$arrBTdata);
  }
 }
/**
*中序遍历的非递归算法
*
*@param BTNode $objRootNode 二叉树根结点
*@param array $arrBTdata 接收值的数组变量，按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getInorderTraversalNoRecursion($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $objNode=$objRootNode;
   $objStack=new StackLinked();
   //中序遍历左子树及访问根节点
   do{
    while($objNode!=null){
     $objStack->getPushStack($objNode);
     $objNode=$objNode->mLchild;
    }
    $objStack->getPopStack($objNode);
    $arrBTdata[]=$objNode->mData;
    $objNode=$objNode->mRchild;
   }while(!$objStack->getIsEmpty());
   //中序遍历右子树
   do{
    while($objNode!=null){
     $objStack->getPushStack($objNode);
     $objNode=$objNode->mLchild;
    }
    $objStack->getPopStack($objNode);
    $arrBTdata[]=$objNode->mData;
    $objNode=$objNode->mRchild;
   }while(!$objStack->getIsEmpty());
  }else{
   $arrBTdata=array();
  }
 }
/**
*后序遍历二叉树
*
*@param BTNode $objRootNode  遍历过程中的根结点
*@param array $arrBTdata 接收值的数组变量，引用方式传递
*@return void
*/
 public function getPostorderTraversal($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode!=null){
   $this->getPostorderTraversal($objRootNode->mLchild,$arrBTdata);
   $this->getPostorderTraversal($objRootNode->mRchild,$arrBTdata);
   $arrBTdata[]=$objRootNode->mData;
  } 
 }
/**
*后序遍历非递归算法
*
BTNode $objRootNode 二叉树根节点 
array $arrBTdata 接收值的数组变量，按引用方式传递
void
*/
 public function getPostorderTraversalNoRecursion($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $objNode=$objRootNode;
   $objStack=new StackLinked();
   $objTagStack=new StackLinked();
   $tag=1;
   do{
    while($objNode!=null){
     $objStack->getPushStack($objNode);
     $objTagStack->getPushStack(1);
     $objNode=$objNode->mLchild;
    }
    $objTagStack->getPopStack($tag);
    $objTagStack->getPushStack($tag);
    if($tag == 1){
     $objStack->getPopStack($objNode);
     $objStack->getPushStack($objNode);
     $objNode=$objNode->mRchild;
     $objTagStack->getPopStack($tag);
     $objTagStack->getPushStack(2);
     
    }else{
     $objStack->getPopStack($objNode);
     $arrBTdata[]=$objNode->mData;
     $objTagStack->getPopStack($tag);
     $objNode=null;
    }
   }while(!$objStack->getIsEmpty());
  }else{
   $arrBTdata=array();
  }
 }
/**
*层次遍历二叉树
*
*@param BTNode $objRootNode二叉树根节点
*@param array $arrBTdata 接收值的数组变量，按引用方式传递
*@return void
*/
 public function getLevelorderTraversal($objRootNode,&$arrBTdata){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $objNode=$objRootNode;
   $objQueue=new QueueLinked();
   $objQueue->getInsertElem($objNode);
   while(!$objQueue->getIsEmpty()){
    $objQueue->getDeleteElem($objNode);
    $arrBTdata[]=$objNode->mData;
    if($objNode->mLchild != null){
     $objQueue->getInsertElem($objNode->mLchild);
    }
    if($objNode->mRchild != null){
     $objQueue->getInsertElem($objNode->mRchild);
    }
   }
  }else{
   $arrBTdata=array();
  }
 }
/**
*求二叉树叶子结点的个数
*
*@param BTNode $objRootNode 二叉树根节点
*@return int 参数传递错误返回-1
**/
 public function getLeafNodeCount($objRootNode){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $intLeafNodeCount=0;
   $objNode=$objRootNode;
   $objStack=new StackLinked();
   do{
    if($objNode->mLchild == null && $objNode->mRchild == null){
     $intLeafNodeCount++;
    }
    $objRNode=$objNode->mRchild;
    if($objRNode != null){
     $objStack->getPushStack($objRNode);
    }
    $objNode=$objNode->mLchild;
    if($objNode == null){
     $objStack->getPopStack($objNode);
    }
   }while($objNode != null);
   return $intLeafNodeCount;
  }else{
   return -1;
  }   
 }
/**
*求二叉树的深度
*
*@param BTNode $objRootNode 二叉树根节点
*@return int 参数传递错误返回-1 
*/
 public function getBinaryTreeDepth($objRootNode){
  if($objRootNode instanceof BTNode){
   $objNode=$objRootNode;
   $objQueue=new QueueLinked();
   $intBinaryTreeDepth=0;
   $objQueue->getInsertElem($objNode);
   $objLevel=$objNode;
   while(!$objQueue->getIsEmpty()){
    $objQueue->getDeleteElem($objNode);
    if($objNode->mLchild != null){
     $objQueue->getInsertElem($objNode->mLchild);
    }
    if($objNode->mRchild != null){
     $objQueue->getInsertElem($objNode->mRchild);
    }    
    if($objLevel == $objNode){
     $intBinaryTreeDepth++;
     $objLevel=@$objQueue->mRear->mElem;
    }
   }
   return $intBinaryTreeDepth;
  }else{
   return -1;
  }
 }
}
echo "<pre>";
$bt=new BinaryTree(array('A','B','D','','','E','','G','','','C','F','','',''));
echo "二叉树结构：\r\n";
var_dump($bt);
$btarr=array();
echo "先序递归遍历二叉树：\r\n";
$bt->getPreorderTraversal($bt->mRoot,$btarr);
var_dump($btarr);
echo "先序非递归遍历二叉树：\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getPreorderTraversalNoRecursion($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "中序递归遍历二叉树：\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getInorderTraversal($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "中序非递归遍历二叉树：\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getInorderTraversalNoRecursion($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "后序递归遍历二叉树：\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getPostorderTraversal($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "后序非递归遍历二叉树:\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getPostorderTraversalNoRecursion($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "按层次遍历二叉树：\r\n";
$arrBTdata=array();
$bt->getLevelorderTraversal($bt->mRoot,$arrBTdata);
var_dump($arrBTdata);
echo "叶子结点的个数为：".$bt->getLeafNodeCount($bt->mRoot);
echo "\r\n";
echo "二叉树深度为:".$bt->getBinaryTreeDepth($bt->mRoot);
echo "\r\n";
echo "判断二叉树是否为空：";
var_dump($bt->getIsEmpty());
echo "将二叉树置空后：";
$bt->setBinaryTreeNull();
var_dump($bt);
echo "</pre>";
?>