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先序二叉树的线索化，并找指定结点的先序后继

news 2025/9/10 15:11:59

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define elemType char
//线索二叉树结点
typedef struct ThreadNode{
   elemType data;
   struct ThreadNode *lchild,*rchild;
   int ltag,rtag;//用来判断一个结点是否有线索
}ThreadNode,*ThreadTree;
//全局变量pre,指向当前结点的前驱
ThreadNode* pre=NULL;
//初始化一颗二叉树
bool initTree(ThreadNode** root,elemType data){
   *root=(ThreadNode*)malloc(sizeof(ThreadNode));
   if((*root)==NULL){
       return false;
   }
   (*root)->data=data;
   (*root)->lchild=NULL;
   (*root)->rchild=NULL;
   (*root)->ltag=0;
   (*root)->rtag=0;
   return true;
}
//回收动态开辟的内存
void destroyTree(ThreadNode* root){
   if(root!=NULL){
       if(root->ltag==0){//确保其左孩子不是线索
           destroyTree(root->lchild);
       }
       if(root->rtag==0){//确保其右孩子不是线索
           destroyTree(root->rchild);
       }
       free(root);
   }
}
//给指定结点增添左孩子
bool addLeftNode(ThreadNode* curRoot,elemType data){
   ThreadNode* addNode=(ThreadNode*)malloc(sizeof(ThreadNode));
   if(addNode==NULL){
       return false;
   }
   addNode->data=data;
   addNode->lchild=NULL;
   addNode->rchild=NULL;
   addNode->ltag=0;
   addNode->rtag=0;
   curRoot->lchild=addNode;
   return true;
}
//给指定结点增添右孩子
bool addRightNode(ThreadNode* curRoot,elemType data){
   ThreadNode* addNode=(ThreadNode*)malloc(sizeof(ThreadNode));
   if(addNode==NULL){
       return false;
   }
   addNode->data=data;
   addNode->lchild=NULL;
   addNode->rchild=NULL;
   addNode->ltag=0;
   addNode->rtag=0;
   curRoot->rchild=addNode;
   return true;
}
//先序遍历
void preOrder(ThreadNode* curRoot){
   if(curRoot!=NULL){
       printf("%c ",curRoot->data);
       preOrder(curRoot->lchild);
       preOrder(curRoot->rchild);
   }
}
void visit(ThreadNode* p){
   if(p->lchild==NULL){
       p->lchild=pre;
       p->ltag=1;
   }
   if(pre!=NULL&&pre->rchild==NULL){
       pre->rchild=p;
       pre->rtag=1;
   }
   pre=p;
}
//先序遍历二叉树，一边遍历一边线索化
void preThread(ThreadTree T){
   if(T!=NULL){
       visit(T);//先处理根节点
       if(T->ltag==0){//确保lchild不是前驱线索，避免出现死循环
           preThread(T->lchild);
       }
       if(T->rtag==0){
           preThread(T->rchild);
       }

   }
}
//先序线索化二叉树
void createPreThread(ThreadTree T){
   pre=NULL;//pre初始化为NULL
   if(T!=NULL){//非空二叉树才能线索化
       preThread(T);//先序线索化二叉树
       if(pre->rchild==NULL){
           pre->rtag=1;//处理遍历最后一个结点
       }
   }

}
//-----------------------------------------在先序线索二叉树中找到指定结点p的先序后继next----------------------------------------
ThreadNode* firstAfterRoot(ThreadNode* p){
   if(p!=NULL){
       if(p->ltag==1){//表明左指针被线索化，没有左子树
           return p->rchild;
       }
       else{
           return p->lchild;
       }
   }
}
ThreadNode* findPreNext(ThreadNode* p){
   if(p!=NULL){
       if(p->rtag==0) return firstAfterRoot(p);
       else return p->rchild;
   }
}
//-----------------------------------------在先序线索二叉树中找到指定结点p的先序后继next----------------------------------------

//利用先序线索二叉树实现非递归先序遍历
void PreOrder(ThreadNode* root){
   for(ThreadNode* cur=root;cur!=NULL;cur=findPreNext(cur)){
       printf("%c ",cur->data);
   }
}
int main(){
   ThreadTree root;
   initTree(&root,'A');
   addLeftNode(root,'B');
   addRightNode(root,'C');
   addRightNode(root->lchild,'D');
   addLeftNode(root->rchild,'E');
   printf("普通的先序遍历:\n");
   preOrder(root);
   printf("\n");

   createPreThread(root);
   printf("非递归的先序遍历:\n");
   PreOrder(root);
   printf("\n");
   destroyTree(root);
   return 0;
}