uva122树的层次遍历 题解

题干

UVA122 树的层次遍历 Trees on the level

题目描述

树状结构在电脑科学的许多领域中都相当重要。本问题牵涉到建立树及遍历树。

给您一个二叉树，您的任务是写一个程序来输出依「阶层（level-order）」遍历的结果。在本问题中，二叉树的每个节点含有一个正整数，并且节点的数目在 [1,256] 的范围内。

在「阶层」遍历中，依阶层从低到高，同阶层从左到右的次序来列印。
例如下面这个二叉树的阶层遍历结果就为
5,4,8,11,13,4,7,2,1

在本问题中，二叉树以节点来表示。每个节点以一个有序数对 $(n,s)$ 来表示：

• n 代表此节点的值
• s 代表一个字符串，代表从根节点到达此节点的路径，其中 L 代表左，R 代表右

比如说上面那个值为 13 的节点用 (n,s) 的表示法就为 (13,RL)，值为 2的节点用 (n,s) 的表示法就为 (2,LLR)，根节点 5用 (n,s) 的表示法就为 (5,)。
输入格式
首先说明，我们定义 代表空格或换行符。
输入包含多组测试数据。
每组测试数据为若干节点的集合。各节点间以 空格或换行 分隔。
注意：在各节点内（也就是左右括号之间）不会有 空格或换行 ，当遇到 () 的节点，代表该组测试数据结束。
输出格式
对于每组测试数据，如果输入的节点可以正常的构成一个二叉树的话，请输出按「阶层」遍历的结果。如果输入的节点无法正常的构成一个二叉树的话，也就是说有某些该有的节点没有给，或者重复给（同一个路径上有 $2$ 个节点），请输出 not complete。
输入输出样例
输入

(11,LL) (7,LLL) (8,R)
(5,) (4,L) (13,RL) (2,LLR) (1,RRR) (4,RR) ()
(3,L) (4,R) ()

输出

5 4 8 11 13 4 7 2 1
not complete

节点数最少 1个，最多 256个。

思路

大体思路很简单，只需要读入节点，根据节点的信息创建树，并进行BFS遍历即可。
首先如何读入节点？我们直接scanf，能保证无论是空格还是换行每次都能成功读取一个节点。
如何创建树？首先要考虑树的结构，是标准指针定义形式还是数组模拟？我们用标准定义吧（数组模拟不太熟），其次想办法读取节点的数值（考虑sscanf），读取LR信息(考虑strchr获得','后LR的位置)获得LR信息后，每次createtree函数里面遍历LR，是L就走到左子树，R就右子树，直到走到尽头，赋值value为我们刚刚的数值。（需要考虑创建节点问题和重复问题）。
如何遍历节点？ez，直接用栈，吐出一个栈头就放入其左右子树，直到完毕（需要考虑左右子树是否创建问题，即value==-1否？还需考虑是否少输出了树（用length和len记录判断））
main：每次读入节点信息，若是遇到()则输出，遇到strlen(s)为零说明没读到，结束，否则将s传入createtree里面，正常创建节点，len++。

知识点

1.char * strchr(数组地址，待查字符);
返回待查字符的地址，想成arr数组名就好，或者返回NULL
2.sscanf(str,"模式如%d",地址)，类似scanf，不过是从某个字符串str里面读入

纠错心路历程

初步写好程序后提交wa，初步考虑main函数主题逻辑问题。我们加一组数据
(2,)
(3,L) (9,RL)
(8,R) (6,LL) (7,LR) (12,RR) (4,LLL)
(13,LLR) (15,LRL) ()
显示not complete，而我们但凡触发not complete，一定是在三个if里面，所以我们依次删除三个if的printf("not complete")，已知第二个样例一定会触发not complete，我们只需看看哪次输出少一个not complete即可知是那个if逻辑出问题了！可见第二次少了一个not complete，即判断len和length那次.
即len不等于length了，该逻辑里面3个变量至少有一个错误赋值或初始化。先看len的逻辑。这是个全局变量。nb，我看到了，len只在flag等于1逻辑下初始化，但是显然其他逻辑若是成立，也应该初始化长度才对。尝试修改，在每个if后面初始化len。能成功过第三个样例。
是否ac？no！还是wa，马上反思，flag只在触发flag=1后初始化为零，有没有一种可能，我们在某种情况下flag=1，但是前面的某处if逻辑已经触发，导致flag=1未经过后面的if(flag1)导致flag未初始化？？所以我们尝试把if(flag1)的逻辑提前，使得flag==1的话一定能够初始化，提交，终于ac

其他可能思路

//或者我们没必要建立一颗树，只需要判断能否构成一颗树，再根据其LR序号编码，排序输出？
//我们根据序号创建一个结构体，放入集合里面，再按LR顺序输出就可以
//那么关键就是判断是否能够形成一棵树
//判断重复简单，放入集合的时候就判断，如果相等(相等但值不一样，没说清楚)就not complete
//判断双亲节点是否缺失也简单，我们放好节点后，查找其双亲节点(n/2)是否存在即可
这个还未实现，应该简单得多。cy，学了重载运算符后有空实现下

代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<string>
#include<cstring>
//#define LOCAL

using namespace std;
const int mlen=260;
struct BiTree{//c++不需要typedef，struct完就是类型名
    int value;
    struct BiTree *lchild,*rchild;
    BiTree():value(-1),lchild(NULL),rchild(NULL){}
};
BiTree *root=new BiTree;
bool CreateTree(char *s);
bool TraverseTree(int *len_2,int *arr);
int main(){
    //读入s，如果长为2说明读入括号，则遍历树并输出，再初始化树
    //权且不管内存泄露问题
    char s[mlen];
    int num[mlen];
    bool flag=0;
    int len=0;
    #ifdef LOCAL
    freopen("uva.out","w",stdout);
    freopen("uva.in","r",stdin);
    #endif
    while(1){
        memset(s,0,mlen);
        scanf("%s",s);
        if(strlen(s)==0)return 0;
        if(strlen(s)==2){
            int length=0;
            if(flag==1){
                printf("not complete\n");
                len=0;flag=0;
            }
            else if(!TraverseTree(&length,num)){
                printf("not complete\n");
                len=0;
            }
            else if(len!=length){
                printf("not complete\n");
                len=0;
            }
            else {
                for(int i=0;i<length;i++){
                if(i)printf(" ");
                printf("%d",num[i]);
            }
            printf("\n");
            len=0;
        }
            root->value=-1;root->lchild=NULL;root->rchild=NULL;
        }
        else {
            bool a=CreateTree(s);
            if(!a)flag=1;
            len++;
        }
    }
    return 0;
}
bool CreateTree(char *s){//给出节点构造字符，构造对应节点，重复将输出0
    //(12345，LLRR)
    BiTree *TempTree=root;
    char *pos=strchr(s,',');
    int va;
    sscanf(s+1,"%d",&va);
    int length=strchr(s,')')-pos-1;
    if(length==0){
        if(root->value==-1){
            root->value=va;
            return 1;
        }
        else return 0;
    }
    for(int i=0;i<length;i++){
        if(*(pos+i+1)=='L'){
            if(TempTree->lchild==NULL)
                TempTree->lchild=new BiTree;
            TempTree=TempTree->lchild;
        }
        else{
            if(TempTree->rchild==NULL)
                TempTree->rchild=new BiTree;
            TempTree=TempTree->rchild;
        }
    }
    if(TempTree->value==-1){
        TempTree->value=va;
        return 1;
    }
    else return 0;
}
bool TraverseTree(int *len_2,int *arr){//给一个int数组地址，如果树是正确的，返回一并填充数组
    int i=0;
    queue <BiTree> que;
    que.push(*root);
    while(!que.empty()){
        BiTree temp=que.front();
        que.pop();
        if(temp.value==-1)return 0;
        else arr[i++]=temp.value;
        if(temp.lchild!=NULL)que.push(*(temp.lchild));
        if(temp.rchild!=NULL)que.push(*(temp.rchild));
    }
    *len_2=i;//刚好等于树的个数
    return 1;
}