⼆叉树的遍历(前序、中序、后序、已知前中序求后序、已知中
后序求前序)
之前的⼀篇随笔()只对⼆叉树的遍历进⾏了笼统的描述,这篇随笔重点对前、中、后序的遍历顺序进⾏分析
⼆叉树的遍历
⼆叉树的深度优先遍历可细分为前序遍历、中序遍历、后序遍历,这三种遍历可以⽤递归实现(本篇随笔主要分析递归实现),也可使⽤⾮递归实现的
前序遍历:根节点->左⼦树->右⼦树(根->左->右)
中序遍历:左⼦树->根节点->右⼦树(左->根->右)
后序遍历:左⼦树->右⼦树->根节点(左->右->根)
在进⾏已知两种遍历顺序求另⼀种遍历顺序前,先看⼀下不同遍历顺序对应的代码
前序遍历
1/* 以递归⽅式前序遍历⼆叉树 */
2void PreOrderTraverse(BiTree t, int level)
3 {
4if (t == NULL)
5    {
6return ;
7    }
8    printf("data = %c level = %d\n ", t->data, level);
9    PreOrderTraverse(t->lchild, level + 1);
10    PreOrderTraverse(t->rchild, level + 1);
11 }
中序遍历
1/* 以递归⽅式中序遍历⼆叉树 */
2void PreOrderTraverse(BiTree t, int level)
3 {
4if (t == NULL)
5    {
6return ;
7    }
8    PreOrderTraverse(t->lchild, level + 1);
9    printf("data = %c level = %d\n ", t->data, level);
10    PreOrderTraverse(t->rchild, level + 1);
11 }
后序遍历
1/* 以递归⽅式后序遍历⼆叉树 */
2void PreOrderTraverse(BiTree t, int level)
二叉树中序遍历非递归算法3 {
4if (t == NULL)
5    {
6return ;
7    }
8    PreOrderTraverse(t->lchild, level + 1);
9    PreOrderTraverse(t->rchild, level + 1);
10    printf("data = %c level = %d\n ", t->data, level);
11 }
三种遍历⽅式对应的代码⼏乎相同,只是⼀条语句的位置发⽣了变化
printf("data = %c level = %d\n ", t->data, level);
只看⽂字和代码来理解遍历的过程是⽐较困难的,建议读者亲⾃去遍历,为了理清遍历的过程下⾯上题
(图⽚来源:)
前序遍历
前序的遍历的特点,根节点->左⼦树->右⼦树,注意看前序的遍历的代码printf语句是放在两条递归语句之前的,所以先访问根节点G,打印G,然后访问左⼦树D,此时左⼦树D⼜作为根节点,打印D,再访问D的左⼦树A
A⼜作为根节点,打印A,A没有左⼦树或者右⼦树,函数调⽤结束返回到D节点(此时已经打印出来的有:GDA)D节点的左⼦树已经递归完成,现在递归访问右⼦树F,F作为根节点,打印F,F有左⼦树访问左⼦树E,E作为
根节点,打印E,(此时已经打印出来的有:GDAFE),E没有左⼦树和右⼦树,函数递归结束返回F节点,F的左⼦树已经递归完成了,但没有右⼦树,所以函数递归结束,返回D节点,D节点的左⼦树和右⼦树递归全部完成,
函数递归结束返回G节点,访问G节点的右⼦树M,M作为根节点,打印M,访问M的左⼦树H,H作为根节点,打印H,(此时已经打印出来的有:GDAFEMH)H没有左⼦树和右⼦树,函数递归结束,返回M节点,M节点的左⼦树已经
递归完成,访问右⼦树Z,Z作为根节点,打印Z,Z没有左⼦树和右⼦树,函数递归结束,返回M节点,M节点的左⼦树右⼦树递归全部完成,函数递归结束,返回G节点,G节点的左右⼦树递归全部完成,整个⼆叉树的遍历就结束了
(MGJ,终于打完了··)
前序遍历结果:GDAFEMHZ
总结⼀下前序遍历步骤
第⼀步:打印该节点(再三考虑还是把访问根节点这句话去掉了)
第⼆步:访问左⼦树,返回到第⼀步(注意:返回到第⼀步的意思是将根节点的左⼦树作为新的根节点,就好⽐图中D是G的左⼦树但是D也
是A节点和F节点的根节点)
第三步:访问右⼦树,返回到第⼀步
第四步:结束递归,返回到上⼀个节点
前序遍历的另⼀种表述:
(1)访问根节点
(2)前序遍历左⼦树
(3)前序遍历右⼦树
(在完成第2,3步的时候,也是要按照前序遍历⼆叉树的规则完成)
前序遍历结果:GDAFEMHZ
中序遍历(详细遍历过程就不再赘述了,(┬_┬))
中序遍历步骤
第⼀步:访问该节点左⼦树
第⼆步:若该节点有左⼦树,则返回第⼀步,否则打印该节点
第三步:若该节点有右⼦树,则返回第⼀步,否则结束递归并返回上⼀节点
(按我⾃⼰理解的中序就是:先左到底,左到不能在左了就停下来并打印该节点,然后返回到该节点的上⼀节点,并打印该节点,然后再访问该节点的右⼦树,再左到不能再左了就停下来)
中序遍历的另⼀种表述:
(1)中序遍历左⼦树
(2)访问根节点
(3)中序遍历右⼦树
(在完成第1,3步的时候,要按照中序遍历的规则来完成)
所以该图的中序遍历为:ADEFGHMZ
后序遍历步骤
第⼀步:访问左⼦树
第⼆步:若该节点有左⼦树,返回第⼀步
第三步:若该节点有右⼦树,返回第⼀步,否则打印该节点并返回上⼀节点
后序遍历的另⼀种表述:
(1)后序遍历左⼦树
(2)后序遍历右⼦树
(3)访问根节点
(在完成1,2步的时候,依然要按照后序遍历的规则来完成)
该图的后序遍历为:AEFDHZMG
(读者如果在纸上遍历⼆叉树的时候,仍然容易将顺序搞错建议再回去看⼀下三种不同遍历对应的代码)
进⼊正题,已知两种遍历结果求另⼀种遍历结果(其实就是重构⼆叉树)
第⼀种:已知前序遍历、中序遍历求后序遍历
前序遍历:ABCDEF
中序遍历:CBDAEF
在进⾏分析前读者需要知道不同遍历结果的特点
1、前序遍历的第⼀元素是整个⼆叉树的根节点
2、中序遍历中根节点的左边的元素是左⼦树,根节点右边的元素是右⼦树
3、后序遍历的最后⼀个元素是整个⼆叉树的根节点
(如果读者不明⽩上述三个特点,建议再回去看⼀下三种不同遍历对应的代码,并在纸上写出⼀个简单的⼆叉树的三种不同的遍历结果,以加深对三种不同遍历的理解)
⽤上⾯这些特点来分析遍历结果,
第⼀步:先看前序遍历A肯定是根节点
第⼆步:确认了根节点,再来看中序遍历,中序遍历中根节点A的左边是CBD,右边是EF,所有可以确定⼆叉树既有左⼦树⼜有右⼦树
第三步:先来分析左⼦树CBD,那么CBD谁来做A的左⼦树呢?这个时候不能直接⽤中序遍历的特点(左->根->右)得出左⼦树应该是这
个样⼦
因为有两种情况都满⾜中序遍历为CBD⽆法直接根据中序遍历来直接得出左⼦树的结构,这个时候就要返回到前序遍历中去
观察前序遍历ABCDEF,左⼦树CBD在前序遍历中的顺序是BCD,意味着B是左⼦树的根节点(这么说可能不太好理解,换个说法就是B是A的左⼦树),得出这个结果是因为如果⼀个⼆叉树的根节点有左⼦树,那么
这个左⼦树⼀定在前序遍历中⼀定紧跟着根节点(这个是⽤前序遍历的特点(根->左->右)得出的),到这⾥就可以确认B是左⼦树的根节点
第四步:再观察中序遍历CBDAEF,B元素左边是C右边是D,说明B节点既有左⼦树⼜有右⼦树,左右
⼦树只有⼀个元素就可以直接确定
了,不⽤再返回去观察前序遍历
第五步:到这⾥左⼦树的重建就已经完成了,现在重建右⼦树,因为重建右⼦树的过程和左⼦树的过程⼀模⼀样,步骤就不像上⾯写这么细了((┬_┬)),观察中序遍历右⼦树为EF,再观察前序遍历ABCDEF中右⼦树
的顺序为EF,所以E为A的右⼦树,再观察中序便利中E只有右边有F,所有F为E的右⼦树,最后得到的⼆叉树是这个样⼦的

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