数据结构 - 二叉树遍历

1. 遍历

  • 线性数据结构的遍历方式:
    正序遍历
    逆序遍历
  • 二叉树的遍历方式:
    前序遍历(Preorder Traversal)
    中序遍历(Inorder Traversal)
    后序遍历(Postorder Traversal)
    层序遍历(Level Order Traversal)

(1) 前序遍历(Preorder Traversal)

访问顺序:

  • 根节点、前序遍历左子树、前序遍历右子树
    7、4、2、1、3、5、9、8、11、10、12
前序遍历
前序遍历 - 非递归
前序遍历 - 非递归

(2) 中序遍历(Inorder Traversal)

访问顺序:

  • 中序遍历左子树、根节点、中序遍历右子树
    1、2、3、4、5、7、8、9、10、11、12
  • 中序遍历右子树、根节点、中序遍历左子树
    12、11、10、9、8、7、5、4、3、2、1
  • 二叉搜索树的中序遍历结果是 升序 或者 降序
中序遍历
中序遍历 - 非递归

(3) 后序遍历(Postorder Traversal)

访问顺序:

  • 后序遍历左子树、后序遍历右子树、根节点
    1、3、2、5、4、8、10、12、11、9、7
后序遍历
后序遍历 - 非递归

(4) 层序遍历(Level Order Traversal)

访问顺序:

  • 从上到下、从左到右 一次访问每一个节点
    7、4、9、2、5、8、11、1、3、10、12
层序遍历
层序遍历 - 非递归

2. 遍历的应用

(1) 原理

  • 前序遍历
    树状结构展示
  • 中序遍历
    二叉搜索树的中序遍历 按升序或降序 处理节点
  • 后序遍历
    适用于一些先子后父的操作
  • 层序遍历
    计算二叉树的高度
    判断一棵树是否为完全二叉树

(2) 四则运算

  • 前缀表达式:波兰表达式
  • 中缀表达式:
  • 后缀表达式:逆波兰表达式
四则运算

(3) 表达式树

表达式树

表达式 A / B + C * D - E 组成二叉树

  • 前序遍历:- + / A B * C D E ------ 前缀表达式:波兰表达式
  • 中序遍历:A / B + C * D - E ------ 中缀表达式:波兰表达式
  • 后序遍历:A B / C D * + E - ------ 后缀表达式:逆波兰表达式

(4) 重构二叉树

保证重构出唯一的一棵二叉树

  • 前序遍历 + 中序遍历
  • 后序遍历 + 中序遍历

(5) 判断一棵树是否为完全二叉树

判断一棵树是否为完全二叉树

3. 前驱后继

(1) 前驱结点(predecessor)

前驱结点

(2) 后继节点(successor)

后继节点
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