【Leetcode】二叉树层遍历算法

需求：

以层遍历一棵二叉树，二叉树的结点结构如下

struct tree_node{

struct tree_node *lc;

struct tree_node *rc;

int data;

};

例如：

//   1

//   / \

// 2   3

//     /

//    4

//     \

//      5

层遍历后输出1,2,3,#,#,4,#,#,5，#代表该结点为空。

要求：空间复杂度为O(n)，时间复杂度为O(n)

思路：

使用一个大小为n的数组，以逐层结点方式记录该数组；

在扫描上一层结点的同时，可以知道下一层结点的非空结点数目；

扫描本层同时打印出下层结点的值或空值。

数组在这里起到可重复索引上一层结点的作用。

代码实现：

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

struct tree_node;
struct tree_node{
	struct tree_node *lc;
	struct tree_node *rc;
	int data;
};
typedef struct tree_node treenode;
//*先序为DLR(D:根节点,L:左子树,R:右子树)
//      a
//	   / \
//	  b   c
//	 / \ / \
//	 d * * e
//*/
//先序序列为abdce,输入为abd***c*e**(*表示空格,代表空树),输入按满二叉树输入
//每一个节点都是一个子树的根节点
void pre_create_tree(treenode **T){  //递归法
	int datatemp;

	fflush(stdin);
	scanf("%d", &datatemp);

	if(datatemp==-1){
		*T=NULL;
	}
	else{
		if((*T=(treenode*)malloc(sizeof(treenode)))==NULL){
			exit(0);
		}
		else{
			(*T)->data=datatemp;
			(*T)->lc = (*T)->rc = NULL;
			pre_create_tree(&(*T)->lc);
			pre_create_tree(&(*T)->rc);
		}
	}
}

void pre_visit_tree(treenode *T, int *n){  //递归法
	if(T!=NULL){
		n++;
		printf("%d ", T->data);
		pre_visit_tree(T->lc, n);
		pre_visit_tree(T->rc, n);
	}
	else{
		return;
	}
}

typedef struct{
	treenode* node;
	int kid;
}treenode_info;

//思路：用n个元素数组以层顺序记录二叉树
//   1
//  / \
// 2   3
//    /
//   4
//    \
//     5
//记录为： 1 2 3 4 5
//记录层元素个数，在遍历上一层时，就可以求得下一层的元素个数，然后就可知  1 | 2 3 | 4 | 5  的信息了
void level_visit_tree(treenode *T, int n){
	treenode **myinfo, **tt;
	treenode *ptemp, **temp;
	int k=1, levelcnt=0, cnt, levelcnttemp, prelevelcnt=1;
	//levelcnt:当前层元素个数,levelcnttemp:下一层元素个数

	//初始化循环记录
	myinfo = (treenode**)malloc(sizeof(treenode*)*n);
	*myinfo = T;
	if(T->lc!=NULL)
		levelcnt++;
	if(T->rc!=NULL)
		levelcnt++;
	temp = myinfo;
	tt = temp+1;
	printf("%d ", (*temp)->data);
	while(levelcnt){
		//本层没有元素,可以结束循环了
		for(cnt=0, levelcnttemp=0; cnt<levelcnt; ){  //tt:从数组myinfo中指向本层元素,遍历本层元素,有cnt计数,不用怕访问到其它层的元素
			if((*temp)->lc!=NULL){  //打印本层元素的孩子,有则输出孩子值,没有就输出#
				printf("%d ", (*temp)->lc->data);
				*(tt+cnt) = (*temp)->lc;
				if((*(tt+cnt))->lc!=NULL)
					levelcnttemp++;
				if((*(tt+cnt))->rc!=NULL)
					levelcnttemp++;
				cnt++;
			}
			else
				printf("# ");
			if((*temp)->rc!=NULL){
				printf("%d ", (*temp)->rc->data);
				*(tt+cnt) = (*temp)->rc;
				if((*(tt+cnt))->lc!=NULL)
					levelcnttemp++;
				if((*(tt+cnt))->rc!=NULL)
					levelcnttemp++;
				cnt++;
			}
			else
				printf("# ");
			temp++;
		}
		tt = tt+cnt;
		levelcnt=levelcnttemp;
	}
}

int main(void){
	int n;
	treenode *tree;

	pre_create_tree(&tree);
	pre_visit_tree(tree, &n); printf("\n");
	level_visit_tree(tree, n); printf("\n");

	system("pause");
	return 0;
}