6-2 二叉树的层次遍历

作者 DS课程组

单位临沂大学

本题要求实现给定的二叉树的层次遍历。

函数接口定义：

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void Levelorder(BiTree T);

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T是二叉树树根指针，Levelorder函数输出给定二叉树的层次遍历序列，格式为一个空格跟着一个字符。

其中BinTree结构定义如下：

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typedef char ElemType;
typedef struct BiTNode
{
   ElemType data;
   struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;

裁判测试程序样例：

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef char ElemType;
typedef struct BiTNode
{
   ElemType data;
   struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;

BiTree Create();/* 细节在此不表 */

void Levelorder(BiTree T);

int main()
{
   BiTree T = Create();
   printf("Levelorder:"); Levelorder(T); printf("\n");
   return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */

输入样例：

输入为由字母和'#'组成的字符串，代表二叉树的扩展先序序列。例如对于如下二叉树，输入数据：

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AB#DF##G##C##

输出样例（对于图中给出的树）：

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Levelorder: A B C D F G

代码长度限制

16 KB

时间限制

400 ms

内存限制

64 MB

C程序如下：

cs 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义二叉树节点结构体
typedef struct BiTNode {
    char data;
    struct BiTNode* lchild;
    struct BiTNode* rchild;
} BiTNode, *BiTree;

// 定义队列节点结构体
typedef struct QueenNode {
    struct BiTNode* treeNode;
    struct QueenNode* next;
} QueenNode;

// 定义队列结构体
typedef struct Queen {
    struct QueenNode *front, *rear;
} Queen;

// 创建空队列
Queen* CreatQueen() {
    // 分配内存并初始化队列
    Queen* p = (Queen*)malloc(sizeof(struct Queen));
    p->front = p->rear = NULL;
    return p;
}

// 入队操作
void enqueen(BiTree treeNode, Queen* q) {
    // 分配内存并创建新的队列节点
    QueenNode* p = (QueenNode*)malloc(sizeof(struct QueenNode));
    p->treeNode = treeNode;
    p->next = NULL;
    // 如果队列为空，初始化队列的头和尾
    if (q->rear == NULL) {
        q->front = q->rear = p;
        return;
    }
    // 否则，将新节点添加到队列尾部
    q->rear->next = p;
    q->rear = p;
}

// 出队操作
BiTree dequeen(Queen* q) {
    // 如果队列为空，返回 NULL
    if (q->front == NULL) {
        return NULL;
    }
    // 获取队列头节点的数据
    BiTree treeNode = q->front->treeNode;
    // 临时保存队列头节点指针以便释放内存
    QueenNode* p = q->front;
    // 更新队列头指针
    q->front = q->front->next;
    // 如果队列头为空，更新队列尾指针
    if (q->front == NULL) {
        q->rear = NULL;
    }
    // 释放内存并返回出队的数据
    free(p);
    return treeNode;
}

// 判断队列是否为空
int isEmpty(Queen* q) {
    // 如果队列头为空，返回1，否则返回0
    return q->front == NULL ? 1 : 0;
}

// 层次遍历二叉树
void Levelorder(BiTree T) {
    // 如果树为空，直接返回
    if (T == NULL) {
        return;
    }
    // 创建空队列
    Queen *q = CreatQueen();
    // 将根节点入队
    enqueen(T, q);
    // 当队列不为空时，进行循环
    while (!isEmpty(q)) {
        // 出队一个节点并打印节点数据
        BiTree tree = dequeen(q);
        printf(" %c", tree->data);
        // 将左子节点入队
        if (tree->lchild != NULL) {
            enqueen(tree->lchild, q);
        }
        // 将右子节点入队
        if (tree->rchild != NULL) {
            enqueen(tree->rchild, q);
        }
    }
}