二叉树的遍历

#include<iostream>
#include<stack>
#include<queue>
using namespace std;
//二叉树结点
typedef struct BiTNode{
    char data;
    bool isLeft;
    struct BiTNode *lchild,*rchild,*biTree;
}BiTNode,*BiTree;
//按先序序列创建二叉树
void CreateBiTree(BiTree &T){
    char data;
    //按先序次序输入二叉树中结点的值（一个字符），‘#’表示空树
    cin>>data;
    if(data == '#'){
        T = NULL;
    }
    else{
        T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
        //生成根结点
        T->data = data;
        //构造左子树
        CreateBiTree(T->lchild);
        //构造右子树
        CreateBiTree(T->rchild);
    }
}
//输出
void Visit(BiTree &T){
    if(T->data != '#'){
        printf("%c ",T->data);
    }
}
//先序遍历
void PreOrder(BiTNode *T){
    if(T != NULL){
        //访问根节点
        Visit(T);
        //访问左子结点
        PreOrder(T->lchild);
        //访问右子结点
        PreOrder(T->rchild);
    }
}
//中序遍历  
void InOrder(BiTNode *T){  
    if(T != NULL){  
        //访问左子结点  
        InOrder(T->lchild);  
        //访问根节点  
        Visit(T);  
        //访问右子结点  
        InOrder(T->rchild);  
    }  
}  
//后序遍历
void PostOrder(BiTNode *T){
    if(T != NULL){
        //访问左子结点
        PostOrder(T->lchild);
        //访问右子结点
        PostOrder(T->rchild);
        //访问根节点
        Visit(T);
    }
}
/* 先序遍历(非递归)
   思路：访问T->data后，将T入栈，遍历左子树；遍历完左子树返回时，栈顶元素应为T，出栈，再先序遍历T的右子树。
*/
void PreOrder2(BiTNode *T){
    stack<BiTree> stack;
    //p是遍历指针
    BiTNode *p = T;
    //栈不空或者p不空时循环
    while(p!=NULL || !stack.empty()){
        if(p != NULL){
            //存入栈中
            stack.push(p);
            //访问根节点
            printf("%c ",p->data);
            //遍历左子树
            p = p->lchild;
        }
        else{
            //退栈
            p = stack.top();
            stack.pop();
            //访问右子树
            p = p->rchild;
        }
    }//while
}
/* 中序遍历(非递归)
   思路：T是要遍历树的根指针，中序遍历要求在遍历完左子树后，访问根，再遍历右子树。
         先将T入栈，遍历左子树；遍历完左子树返回时，栈顶元素应为T，出栈，访问T->data，再中序遍历T的右子树。
*/
void InOrder2(BiTNode *T){
    stack<BiTree> stack;
    //p是遍历指针
    BiTNode *p = T;
    //栈不空或者p不空时循环
    while(p!=NULL || !stack.empty()){
        if(p != NULL){
            //存入栈中
            stack.push(p);
            //遍历左子树
            p = p->lchild;
        }
        else{
            //退栈，访问根节点
            p = stack.top();
            printf("%c ",p->data);
            stack.pop();
            //访问右子树
            p = p->rchild;
        }
    }//while
}

//后序遍历(非递归)
/*
第一种思路：对于任一结点P，将其入栈，然后沿其左子树一直往下搜索，直到搜索到没有左孩子的结点，
此时该结点出现在栈顶，但是此时不能将其出栈并访问，因为其右孩子还没有被访问。所以接下来按照相同
的规则对其右子树进行相同的处理，当访问完其右孩子时，该结点又出现在栈顶，此时可以将其出栈并访问。
这样就保证了正确的访问顺序。可以看出，在这个过程中，每个结点都两次出现在栈顶，只有在第二次出现
在栈顶时，才能访问它。因此需要多设置一个变量标识该结点是否是第一次出现在栈顶。
*/
void PostOrder2(BiTree &T){
    stack<BiTree> stack;
    //p是遍历指针
    BiTree p = T;
    BiTree BT;
    //栈不空或者p不空时循环
    while(p != NULL || !stack.empty()){
        //遍历左子树
        while(p != NULL){
            BT = (BiTree)malloc(sizeof(BiTree));
            BT = p;
            //访问过左子树
            BT->isLeft=true;
            stack.push(BT);
            p = p->lchild;    
        }
        if(!stack.empty()){
            BT = stack.top();
            //退栈
            stack.pop();
            if(BT->isLeft){
                BT->isLeft = false;
                stack.push(BT);
                p=BT->rchild;
            }else{
                cout<<BT->data<<" ";
                p=NULL;
            }
        } 
    }//while
}
/* 第二种思路：要保证根结点在左孩子和右孩子访问之后才能访问，因此对于任一结点P，先将其入栈。
如果P不存在左孩子和右孩子，则可以直接访问它；或者P【存在】左孩子或者右孩子，但是其左孩子和右孩
子都已被访问过了，则同样可以直接访问该结点。若非上述两种情况，则将P的右孩子和左孩子依次入栈，
这样就保证了每次取栈顶元素的时候，左孩子在右孩子前面被访问，左孩子和右孩子都在根结点前面被访问。
*/
void PostOrder3(BiTree &T){
    stack<BiTree> stack;
    //p是遍历指针
    BiTree p = T;
    BiTree BT;
    //先将p入栈
    stack.push(p);
    while(p || !stack.empty()){
        p=stack.top();
        //直接访问  存在左子树或右子树已被访问过 或者左右子树为空
        if(BT && (BT==p->lchild||BT==p->rchild)||(!p->lchild && !p->rchild)){
            cout<<p->data<<" "; 
            stack.pop();
            BT = p;
            p = NULL;
        }else{
            if(p->rchild != NULL)stack.push(p->rchild);
            if(p->lchild != NULL)stack.push(p->lchild);
        }
    }//while
}
//层次遍历
void LevelOrder(BiTree &T){
    BiTree p = T;
    queue<BiTree> queue;
    //根节点入队
    queue.push(p);
    while(!queue.empty()){
        //对头元素出队
        p = queue.front();
        //访问p指向的结点
        printf("%c ",p->data);
        //退出队列
        queue.pop();
        //左子树不空，将左子树入队
        if(p->lchild != NULL){
            queue.push(p->lchild);
        }
        //右子树不空，将右子树入队
        if(p->rchild != NULL){
            queue.push(p->rchild);
        }
    }
}
int main(){
    //输入ABC###D##E##
    BiTree T;
    CreateBiTree(T);
    printf("先序遍历：\n");
    PreOrder(T);
    printf("\n");
    printf("先序遍历(非递归)：\n");
    PreOrder2(T);
    printf("\n");
    printf("中序遍历：\n");
    InOrder(T);
    printf("\n");
    printf("中序遍历(非递归)：\n");
    InOrder2(T);
    printf("\n");
    printf("后序遍历：\n");
    PostOrder(T);
    printf("\n");
    printf("后序遍历(非递归)：\n");
    PostOrder2(T);
    printf("\n");
    printf("后序遍历(非递归)：\n");
    PostOrder3(T);
    printf("\n");
    printf("层次遍历：\n");
    LevelOrder(T);
    printf("\n"); 
    return 0;
}