【代码】C++实现二叉树基本操作及测试用例

二叉树是一种常见的数据结构，这里我们需要要注意的是，二叉树的非递归的遍历。

先序遍历，中序遍历，后序遍历

这三种遍历，如果用非递归的方式实现，我们则需要借助栈这个结构，首先我们需要遍历所有左子树的左节点。进行压栈，完成压栈之后，根据不同的需求，判断是否该继续访问或者弹出亦或者是压入该节点的右子树。

层序遍历

不同于其他的遍历方式，层序遍历是以根节点为开始，依次向下，每层从左到右依次访问。

这里我们需要借助与队列这种数据结构，层层入队，层层出队，完成遍历。

代码如下：

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
#include<queue>
#include<stack>
typedef  char DataType;
struct BinaryTreeNode//节点结构体
{
	BinaryTreeNode(DataType data = (DataType)0)
	:_data(data)
	, _leftChild(NULL)
	, _rightChild(NULL)
	{}
	DataType _data;
	BinaryTreeNode* _leftChild;
	BinaryTreeNode* _rightChild;
};
class BinaryTree
{
	typedef BinaryTreeNode _NODE;
public:
	BinaryTree(char* str)//通过先序的字符串构造二插树‘#’为空
	{
		_root = _CreatTree(_root,str);
	}
	BinaryTree(const BinaryTree &t)
	{
		_root = _Copy(t._root);
	}
	BinaryTree operator =(BinaryTree t)
	{
		swap(_root, t._root);
		return *this;
	}
	~BinaryTree()
	{
		_Destory(_root);
	}
	size_t Size()//求二叉树的大小
	{
		return _Size(_root);
	}
	size_t Depth()//求深度
	{
		return _Depth(_root);
	}
	void LevelOrder()//层序遍历二叉树
	{
		queue<_NODE*> NodeQueue;
		_NODE* cur = _root;
		NodeQueue.push(cur);
		while (!NodeQueue.empty())
		{
			_NODE*tmp = NodeQueue.front();//取队头
				cout << tmp->_data << " ";//访问
			NodeQueue.pop();
			if (tmp->_leftChild)//左不为空入左，右不为空入右
				NodeQueue.push(tmp->_leftChild);
			if (tmp->_rightChild)
				NodeQueue.push(tmp->_rightChild);
		}
	}
	void BackOrder_NONREC()//后续非递归遍历
	{
		stack<_NODE*> s;
		_NODE*prev = NULL;
		_NODE*cur = _root;
		while (!s.empty()||cur)//压一颗树的左子树，直到最左
		{
			while (cur)
			{
				s.push(cur);

				cur = cur->_leftChild;
			}
			_NODE* top = s.top();
			if (top->_rightChild==NULL||top->_rightChild==prev)//若栈顶节点的右节点为空，或者是已经访问过的节点，则不弹出栈顶节点
			{
				visitor(top);
				prev = top;//将最后一次访问过得节点保存
				s.pop();
			}
			else//否则压入以栈顶节的右节点点为根的左子树，直到最左
			{
				cur = top->_rightChild;
			}
		}
	}
	void InOrder_NONREC()//中序非递归遍历
	{
		stack<_NODE*> s;
		_NODE*cur = _root;
		while (!s.empty() || cur)
		{
			while (cur)//压一棵树的左节点直到最左，若为空则不进行压栈
			{
				s.push(cur);
				cur = cur->_leftChild;
			}
			_NODE* top = s.top();
			if (!s.empty())//访问栈顶节点，将另一颗被压的树，置为栈顶节点的右子树
			{
				visitor(top);
				s.pop();
				cur = top->_rightChild;
			}
		}
	}
	void PrevOrder_NONREC()//先序非递归遍历
	{
		stack<_NODE*> s;
		_NODE* cur = NULL;
		s.push(_root);
		while (!s.empty())
		{
			cur = s.top();//先访问当前节点
			visitor(cur);
			s.pop();
			if (cur->_rightChild)//当前右节点不为空压入
				s.push(cur->_rightChild);
			if (cur->_leftChild)
				s.push(cur->_leftChild);
		}
		cout << endl;
	}
protected:
	static void visitor(_NODE* cur)//访问函数，为了满足测试，控制台打印数据
	{
		cout << cur->_data << " ";
	}
	_NODE* _Copy(_NODE* root)
	{
		_NODE* newRoot = NULL;
		if (root == NULL)
			return NULL;
		else
		{
			newRoot = new _NODE(root->_data);
			newRoot->_leftChild = _Copy(root->_leftChild);
			newRoot->_rightChild = _Copy(root->_rightChild);
		}
		return newRoot;
	}
	size_t _Depth(_NODE* root)
	{
		size_t depth = 0;
		if (root == NULL)
			return depth;
		else
		{
			depth = _Depth(root->_leftChild) + 1;
			size_t newdepth = _Depth(root->_rightChild) + 1;
			depth = depth > newdepth ? depth : newdepth;
		}
		return depth;
	}
	size_t _Size(_NODE* root)
	{
		if (root==NULL)
			return 0;
		else
			return _Size(root->_leftChild) + _Size(root->_rightChild) + 1;

	}
	void _Destory(_NODE* &root)
	{
		if (root)
		{
			if ((root->_leftChild == NULL)
				&&(root->_rightChild == NULL))
			{
				delete root;
				root = NULL;
			}
			else
			{
				_Destory(root->_leftChild);
				_Destory(root->_rightChild);
				_Destory(root);
			}
		}
	}
	_NODE*_CreatTree(_NODE* root,char* &str)
	{
		_NODE*cur = root;
		if (*str == ‘#‘ ||
			*str == 0)

		{
			return NULL;
		}
		else
		{
			cur = new _NODE(*str);
			cur->_leftChild = _CreatTree(cur->_leftChild, ++str);
			cur->_rightChild = _CreatTree(cur->_rightChild,++str);
		}
		return cur;
	}
protected:
	_NODE* _root;
};

如有不足或疑问希望指正。