《数据结构》线索二叉树

 

 

/*******************************************************************************
/* <PRE>
/* 版权所有    : -
/* 模块名      : 树
/* 文件名      : biThrTree.cpp
/* 功能描述    : 线索二叉树的表示与实现
/* 作者        : <xxx>
/* 版本        : 1.0
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 备注        : 输入示例与输出结果
/* 
/* e.g. input  : ABD###CE#F###
/* bi-tree     :
/*                 A
/*                / \
/*               B   C
/*              /   /
/*             D   E
/*                  \
/*                   F
/* 
/* inorder thread traverse: D B A E F C
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 修改记录    :
/* 日 期        版本     修改人        修改内容
/* 2011/01/01   1.0      <xxx>         创建
/* </PRE>
*******************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/******************************************************************************
/* 数据类型和常量定义
/******************************************************************************/
#define OK           1
#define ERROR        0
#define OVERFLOW    -2

typedef int Status;
typedef int TElemType;

/* 二叉树的二叉线索存储表示 */
typedef enum PointerTag { Link, Thread }; /* Link==0: 指针, Thread==1: 线索 */


/******************************************************************************
/* 数据结构定义
/******************************************************************************/
typedef struct BiThrNode {
    TElemType data;
    struct BiThrNode *lchild, *rchild; /* 左右孩子指针 */
    PointerTag LTag, RTag;             /* 左右标志 */
} BiThrNode, *BiThrTree;


/******************************************************************************
/* 全局变量声明
/******************************************************************************/
static BiThrNode *pre = NULL; //保存线索化过程中的前驱结点


/******************************************************************************
/* 函数原型声明
/******************************************************************************/
void InThreading(BiThrTree p);


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : Visit
/* 功能     : 打印节点数据
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status Visit(TElemType e)
{
    printf("%c", e);
    return OK;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : InOrderTraverse_Thr
/* 功能     : 中序遍历二叉线索树
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 中序遍历二叉线索树T的非递归算法, T指向头结点, 头结点的左链lchild指向根结点
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status InOrderTraverse_Thr(BiThrTree T, Status (*Visit)(TElemType e)) {
    BiThrNode *p = T->lchild;          //p指向根结点
    while (p != T) {                   //空树或遍历结束时, p==T
        while (p->LTag == Link) p = p->lchild;
        if (!Visit(p->data)) return ERROR; //访问其左子树为空的结点
        while (p->RTag == Thread && p->rchild != T) {
            p = p->rchild; Visit(p->data);  //访问后续结点
        }
        p = p->rchild;
    }
    return OK;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : InOrderThreading
/* 功能     : 中序线索化二叉树
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 中序遍历二叉树T, 并将其中序线索化, Thrt指向头结点
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status InOrderThreading(BiThrTree &Thrt, BiThrTree T) {
    if (!(Thrt = (BiThrTree)malloc(sizeof(BiThrNode)))) exit(OVERFLOW);
    Thrt->LTag = Link; Thrt->RTag = Thread;  //建立头结点
    Thrt->rchild = Thrt;                     //右指针回指
    if (!T) Thrt->lchild = Thrt;             //右二叉树为空, 则左指针回指
    else {
        Thrt->lchild = T; pre = Thrt;
        InThreading(T);                      //中序遍历进行中序线索化
        pre->rchild = Thrt;  pre->RTag = Thread; //最后一个结点线索化
        Thrt->rchild = pre;
    }
    return OK;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : InThreading
/* 功能     : 中序线索化
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void InThreading(BiThrTree p) {
    if (p) {
        InThreading(p->lchild);  //左子树线索化
        if (!p->lchild) { p->LTag = Thread; p->lchild = pre; } //前驱线索
        if (!pre->rchild) { pre->RTag = Thread; pre->rchild = p; } //后继线索
        pre = p;                   //保持pre指向p的前驱
        InThreading(p->rchild);  //右子树线索化
    }
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : CreateBiTree
/* 功能     : 创建二叉树
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 前序方式创建
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
Status CreateBiTree(BiThrTree &T)
{
    char ch = getchar();
    if('#' == ch) T = NULL;
    else {
        if(!(T = (BiThrNode *)malloc(sizeof(BiThrNode)))) exit(OVERFLOW);
        T->data = ch;             //生成根结点
        T->LTag = Link;
        T->RTag = Link;
        CreateBiTree(T->lchild);  //构造左子树
        CreateBiTree(T->rchild);  //构造右子树
    }
    return OK;
}

/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : main
/* 功能     : 测试函数
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void main()
{
    BiThrTree ThrT = NULL;    BiThrTree T = NULL;
    CreateBiTree(T);

    //中序遍历二叉树并线索化
    if (OK == InOrderThreading(ThrT, T)) printf("InOrder Threading Finished!\n");

    //中序遍历线索二叉树
    printf("InOrder Thread Traverse: ");
    InOrderTraverse_Thr(ThrT, Visit);

    printf("\n");
}