遍历二叉树 - 基于栈的DFS
之前已经学过二叉树的DFS的遍历算法【http://www.cnblogs.com/webor2006/p/7244499.html】,当时是基于递归来实现的,这次利用栈不用递归也来实现DFS的遍历,这里先只学习如何用它进行二叉树的前序遍历,具体何为前序遍历这里不多解释,可以参考之前写的博客有详细的说明,下面开始实现。
实现一个栈:
为了能让栈里面可以放任何类型的数据,则使用C++的模板来实现,先新建一个stack头文件,以便在我们需要用的文件中只要引用头文件既可:
然后再新建一个Stack类,里面定义栈的几个经典方法:
由于比较好理解,下面直接给出具体实现,不多解释:
/*
* 利用模板来实现一个栈,可以往里面添加任意一个元素
*/ template <typename T>
struct node
{
T data;
struct node* next;
node(T data) {this->data = data;};
}; template <typename T>
class Stack
{
node<T>* head;//头节点
public:
Stack():head(nullptr){ } node<T>* getData() {
return this->head;
} //入栈
void push(T data) {
node<T>* new_node = new node<T>(data);
new_node->next = head;
head = new_node;
} //出栈
void pop() {
if(isEmpty())
throw "You cannot get the top element from an empty stack";
node<T>* temp = head;
head = temp->next;
delete temp;
} //拿栈顶的元素
T top() {
if(isEmpty())
throw "You cannot get the top element from an empty stack";
return head->data;
} //判断是否为空栈
bool isEmpty() {
return head == nullptr;
}
};
下面来使用一下咱们实现的Stack,如下:
编译运行:
编译运行:
编译运行:
编译运行:
ok,一切如预期~
利用栈构建一个二叉树:
新建一个结构体用来构造二叉树:
接着用它来构建一个二叉树,还是构建之前已经使用过的如下二叉树:
下面开始构建:
利用栈对二叉树进行前序遍历:
下面看下具体实现:
#include <iostream>
#include "stack.h" //用来表示二叉树
struct treenode{
int data;
treenode* left;//左结点
treenode* right;//右结点
treenode(int value):data(value), left(nullptr), right(nullptr){}
}; //前序遍历
void pre_order(treenode* root){
Stack<treenode*> stack;//声明一个栈
treenode* current_node = root;
while(current_node) {
//1、首先打印当前结点,因为是前序遍历
std::cout << current_node->data << std::endl;
//2、如果存在右结点则将其入栈暂存,待左结点输出完之后再去处理这些右结点
if(current_node->right) stack.push(current_node->right);
//3、不断去处理左结点,直到左结点处理完了,则从栈中拿右点进行处理
if(current_node->left)//如果有左结点,则将它做为当前处理的结点不断输出
current_node = current_node->left;
else {
//这时左结点已经处理完了
if(stack.isEmpty())//如果缓存栈已经为空了则说明整个二叉树的遍历结束了
current_node = nullptr;
else {
//则取出栈顶的右结点进行处理,由于是后进先出,所以拿出来的永远是最新插入的右结点
current_node = stack.top();
stack.pop();//将其元素从栈顶弹出
} }
}
} int main(void) { //构建二叉树:
//1、第一层根结点
treenode* root = new treenode();
//2、第二层结点
root->left = new treenode();
root->right = new treenode();
//3、第三层结点
root->left->left = new treenode();
root->left->right = new treenode();
root->right->left = new treenode();
//4、第四层结点
root->right->left->left = new treenode(); pre_order(root); return ;
}
可见其遍历过程并未用到递归,编译运行:
Debug分析:
root = new treenode(5);
①、,新建一个栈,用来存放暂存的结点。
②、
③、开始进行循环遍历:
Loop1: current_node = new treenode(5);
a、打印当有结点【5】。
b、current_node->right = new treenode(8);条件为真,则将它添加入栈暂存。此是栈为:
c、current_node->left = new treenode(3);有左结点,条件为真,current_node = new treenode(3);
Loop2:current_node = new treenode(3);
a、打印当有结点【3】。
b、current_node->right = new treenode(4);条件为真,则将它添加入栈暂存。此是栈为:
c、current_node->left = new treenode(1);有左结点,条件为真,current_node = new treenode(1);
Loop3:current_node = new treenode(1);
a、打印当有结点【1】。
b、current_node->right = null;条件为假,继续c:
c、current_node->left = null;木有左结点,条件为假,执行d;
d、这时左结点已经处理完,则从栈中去处理右结点
①、当前栈不为空,条件不满足执行②。
②、取出栈顶的右结点进行处理:current_node = new treenode(4);并将这上结点从栈中弹出。
Loop4:current_node = new treenode(4);
a、打印当有结点【4】。
b、current_node->right = null;条件为假,继续c:
c、current_node->left = null;木有左结点,条件为假,执行d;
d、这时左结点已经处理完,则从栈中去处理右结点
①、当前栈不为空,条件不满足执行②。
②、取出栈顶的右结点进行处理:current_node = new treenode(8);并将这上结点从栈中弹出。
Loop5:current_node = new treenode(8);
a、打印当有结点【8】。
b、current_node->right = null;条件为假,继续c:
c、current_node->left = new treenode(7);有左结点,条件为真,current_node = new treenode(7);
Loop6:current_node = new treenode(7);
a、打印当有结点【7】。
b、current_node->right = null;条件为假,继续c:
c、current_node->left = new treenode(6);有左结点,条件为真,current_node = new treenode(6);
Loop7:current_node = new treenode(6);
a、打印当有结点【6】。
b、current_node->right = null;条件为假,继续c:
c、current_node->left = null;木有左结点,条件为假,执行d;
d、这时左结点已经处理完,则从栈中去处理右结点
①、当前栈为空,条件满足,current_node = null;
Loop8:current_node = null;其循环条件不满足退出循环。
复杂度分析:
时间复杂度:由于每个结点都会循环到,所以说它的复杂度是O(N)。
空间复杂度:从上面的debug分析结果可以看出,栈中最多只会存树的深度大小,所以说空间复杂度正常情况下是:O(logN);除非是一个极端的二叉树,结点都放到一边了,那最差也是O(N)。
遍历二叉树 - 基于栈的DFS的更多相关文章
- 遍历二叉树 - 基于递归的DFS(前序,中序,后序)
上节中已经学会了如何构建一个二叉搜索数,这次来学习下树的打印-基于递归的DFS,那什么是DFS呢? 有个概念就行,而它又分为前序.中序.后序三种遍历方式,这个也是在面试中经常会被问到的,下面来具体学习 ...
- 遍历二叉树 - 基于队列的BFS
之前学过利用递归实现BFS二叉树搜索(http://www.cnblogs.com/webor2006/p/7262773.html),这次学习利用队列(Queue)来实现,关于什么时BFS这里不多说 ...
- 基于visual Studio2013解决面试题之0401非递归遍历二叉树
题目
- SpiralOrderTraverse,螺旋遍历二叉树,利用两个栈
问题描述:s型遍历二叉树,或者反s型遍历二叉树 算法分析:层序遍历二叉树只需要一个队列,因为每一层都是从左往右遍历,而s型遍历二叉树就要用两个栈了,因为每次方向相反. public static vo ...
- 二叉树中序遍历,先序遍历,后序遍历(递归栈,非递归栈,Morris Traversal)
例题 中序遍历94. Binary Tree Inorder Traversal 先序遍历144. Binary Tree Preorder Traversal 后序遍历145. Binary Tre ...
- 图的基本遍历算法的实现(BFS & DFS)复习
#include <stdio.h> #define INF 32767 typedef struct MGraph{ ]; ][]; int ver_num, edge_num; }MG ...
- 数据结构算法C语言实现(二十)--- 6.3.1遍历二叉树
一.简述 二叉树的遍历主要是先序.中序.后序及对应的递归和非递归算法,共3x2=6种,其中后序非递归在实现上稍复杂一些.二叉树的遍历是理解和学习递归及体会栈的工作原理的绝佳工具! 此外,非递归所用的栈 ...
- 【面经】用递归方法对二叉树进行层次遍历 && 二叉树深度
void PrintNodeAtLevel(BiTree T,int level) { // 空树或层级不合理 ) return; == level) { cout << T->da ...
- Leetcode 94. Binary Tree Inorder Traversal (中序遍历二叉树)
Given a binary tree, return the inorder traversal of its nodes' values. For example: Given binary tr ...
随机推荐
- 利用Gabor变换法分析纹理图像 matlab代码实现
Gabor变化属于加窗傅里叶变换,Gabor函数可以在频域不同尺度.不同方向上提取相关的特征.Gabor函数与人眼的生物作用相仿,所以经常用于纹理识别上,并取得了较好的效果. 二维Gobor滤波函数: ...
- Cocos Creator 中的动作系统那些事儿
动作系统就是可以在一定的时间内实现位移.旋转.缩放.跳动等各种动作. 需要注意的是,动作系统跟 Cocos Creator 编译器的动画系统不同,动作系统是面向程序员的API接口,而动画系统是通过编译 ...
- Awvs–网络漏洞扫描工具
Awvs漏洞扫描自动化 在WEB安全方面,安全侧使用Acunetix_Web_Vulnerability_Scanner_11.xWEB漏洞扫描工具定期手工对m站和www站进行全站漏洞扫描. 为了防止 ...
- OpenGL.Qt551.问题
1.Qt551 + vs2013 + Win7x64 缘由:将“教程14:渲染到纹理.html(http://www.opengl-tutorial.org/cn/intermediate-tutor ...
- linux中alarm函数和pause函数详解实例
alarm(time);执行之后告诉内核,让内核在time秒时间之后向该进程发送一个定时信号,然后该进程捕获该信号并处理:pause()函数使该进程暂停让出CPU,但是该函数的暂停和前面的那个slee ...
- docker镜像内没有vim
问题: 我们在容器中找不到vim等命令 原因: 镜像制作的时候没把这些东西加进去 解决: 用apt update更新源之后再安装vim apt update apt-get install - ...
- 【洛谷】P5348 密码解锁
[洛谷]P5348 密码解锁 很显然我们可以推导出这个式子 设\(a(m)\)为\(m\)位置的值 \[ \mu(m) = \sum_{m | d} a(d) \\ a(m) = \sum_{m|d} ...
- LC 416. Partition Equal Subset Sum
题目 Given a non-empty array containing only positive integers, find if the array can be partitioned i ...
- django中的缓存 跨域问题(同源策略)
django缓存机制 在动态网站中,用户所有的请求,服务器都会去数据库中进行相应的增,删,查,改,渲染模板,执行业务逻辑,最后生成用户看到的页面. 当一个网站的用户访问量很大的时候,每一次的的后台操作 ...
- 通过ImageReader进行图像裁剪时出现NoSuchElementException异常
首先放上最初的Image工具类 package util; import java.awt.Rectangle; import java.awt.image.BufferedImage; import ...