二叉树１－

程序１：二叉树的先中后序遍历

#include<iostream> //二叉树的先中后序遍历
using namespace std;
#include<stack>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int val)
    {
        value=val;
        left=NULL;
        right=NULL;
    } 
};

void preOrderRecur(Node* head)  //递归,先
{
    if(head==NULL)
    {
        return;
    }
    cout<<head->value<<endl;
    preOrderRecur(head->left);
    preOrderRecur(head->right);
}

void inOrderRecur(Node* head)  //递归,中
{
    if(head==NULL)
    {
        return;
    }
    inOrderRecur(head->left);
    cout<<head->value<<endl;
    inOrderRecur(head->right);
}

void posOrderRecur(Node* head)  //递归,后
{
    if(head==NULL)
    {
        return;
    }
    posOrderRecur(head->left);
    posOrderRecur(head->right);
    cout<<head->value<<endl;
}

void preOrderUnRecur(Node* head)//非递归,先序，准备一个栈，弹一个，先压右，后压左, 中，左，右
{
    if(head!=NULL)
    {
        Node* tmp;
        stack<Node*> s;
        s.push(head);
        while(!s.empty())
        {
            tmp=s.top();
            cout<<tmp->value<<endl;
            s.pop();
            if(tmp->right!=NULL)
            {
                s.push(tmp->right);
            }
            if(tmp->left!=NULL)
            {
                s.push(tmp->left);
            }
        }
    }   
}

void inOrderUnRecur(Node* head)//非递归,中序
{
    if(head!=NULL)
    {
        Node* tmp;
        stack<Node*> s;
        while(!s.empty()||head!=NULL)
        {
            if(head!=NULL)
            {
                s.push(head);
                head=head->left;
            }
            else
            {
                tmp=s.top();
                cout<<tmp->value<<endl;
                s.pop();
                head=tmp->right;
            }
        }

    }
}

void posOrderUnRecur(Node* head)//非递归,后序，左，右，中,采用先序遍历的方式，不同之处先压左，再压右，不打印，按照中右左的次序放在栈中，之后再弹出
{
    if(head!=NULL)
    {
        Node* tmp;
        stack<Node*> s;
        stack<Node*> s1;
        s.push(head);
        while(!s.empty())
        {
            tmp=s.top();
            s1.push(tmp);
            s.pop();
            if(tmp->left!=NULL)
            {
                s.push(tmp->left);
            }
            if(tmp->right!=NULL)
            {
                s.push(tmp->right);
            }       
        }
        while (!s1.empty())
        {
            cout<<s1.top()->value<<endl;
            s1.pop();
        }   
    }   
}

int main()
{
    Node* head;
    head=new Node(1);
    head->left=new Node(2);
    head->right=new Node(3);
    preOrderUnRecur(head);
    inOrderUnRecur(head);
    posOrderUnRecur(head);
    return 0;
}

程序２：二叉树中的前驱和后继

#include<iostream> //二叉树中前驱和后继　
using namespace std;
#include<stack>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* parent;
    Node(int val)
    {
        value=val;
    } 
};

Node* getMostLeft(Node* node)
{
    if(node==NULL)
    {
        return node;
    }
    while(node->left!=NULL)
    {
        node=node->left;
    }
    return node;
}

Node* getsuccessorNode(Node* node) //找后继
{
    if(node==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    if(node->right!=NULL)
    {
        return getMostLeft(node->right);
    }
    else
    { 
        Node* parent=node->parent;
        while(parent!=NULL&&parent->left!=node)
        {
            node=parent;
            parent=node->parent;
        }
        return parent;
    }

}
Node* getMostRight(Node* node)
{
    if(node==NULL)
    {
        return node;
    }
    while(node->right!=NULL)
    {
        node=node->right;
    }
    return node;
}

Node* getPresuccessorNode(Node* node) //找前驱
{
    if(node==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    if(node->left!=NULL)
    {
        return getMostRight(node->left);
    }
    else
    { 
        Node* parent=node->parent;
        while(parent!=NULL&&parent->right!=node)
        {
            node=parent;
            parent=node->parent;
        }
        return parent;
    }

}

int main()
{
    return 0;
}

程序３：二叉树的序列化和反序列化--未完成！！！！！

#include<iostream> //二叉树的序列化和反序列化
using namespace std;
#include<queue>
#include<string>
#include<sstream>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int val)
    {
        value=val;
    } 
};

string serialByPre(Node* head)   //先序的方式序列化
{
    if(head==NULL)
    {
        return "#!";
    }
    string res=to_string(head->value)+"!";
    res+=serialByPre(head->left);
    res+=serialByPre(head->right);
    return res;
} 

Node* reconPreOrder(queue<string> q)
{
    string value=q.front();
    q.pop();
    if(value=="#")
    {
        return NULL;
    }
    Node* head=new Node(atoi(value.c_str()));
    head->left=reconPreOrder(q);
    head->right=reconPreOrder(q);
    return head;
}

Node* reconByPreString(string prestr)  //先序的方式反序列化
{
    queue<string> q;
    for(int i=0;i<prestr.length();i++)
    {
        if(prestr[i]=='#')
        {
            continue;
        }
        q.push(to_string(prestr[i]));
    }
    return reconPreOrder(q);
}

int main()
{
    string res = "5!3!#!#!2!";
    Node* b=reconByPreString(res);
    cout<<b->value<<endl;

    return 0;
}

程序４：判断是否是平衡二叉树

#include<iostream> //判断是否是平衡二叉树
using namespace std;
#include<queue>
#include<string>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int val)
    {
        value=val;
    } 
};

class ReturnData
{
public:
    ReturnData(bool isB,int h)  //是否为平衡，高度是多少
    {
        this->isB=isB;
        this->h=h;
    }
    bool isB;
    int h;
};

ReturnData process(Node* head)
{
    if(head==nullptr)
    {
        return ReturnData(true,0);
    }
    ReturnData leftData=process(head->left);
    if(!leftData.isB)
    {
        return ReturnData(false,0);
    }
    ReturnData rightData=process(head->right);
    if(!rightData.isB)
    {
        return ReturnData(false,0);
    }
    if(abs(leftData.h-rightData.h)>1)
    {
        return ReturnData(false,0);
    }
    return ReturnData(true,max(leftData.h,rightData.h)+1);
}

int main()
{
    Node*head=nullptr;
    head = new Node(2);
    head->left = new Node(5);
    head->right = new Node(6);
    head->left->left = new Node(8);
    cout<<process(head).h<<endl;;
    cout<<process(head).isB<<endl;
    return 0;
}

程序５：是否搜索二叉树和完全二叉树

#include<iostream> //是否搜索二叉树和完全二叉树
using namespace std;
#include<queue>
#include<string>
#include<stack>
#include<limits.h>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int val)
    {
        value=val;
    } 
};

bool inOrderUnRecur(Node* head)//非递归,中序遍历判断是否为搜索二叉树
{
    int pre = INT_MIN;
    if(head!=NULL)
    {
        Node* tmp;
        stack<Node*> s;
        while(!s.empty()||head!=NULL)
        {
            if(head!=NULL)
            {
                s.push(head);
                head=head->left;
            }
            else
            {
                tmp=s.top();
                if(tmp->value<pre)
                    return false;   
                else
                    pre=tmp->value;      
                s.pop();
                head=tmp->right;
            }
        }
        return true;
    }
}

bool isCBT(Node* head)  //完全二叉树
{
    if(head==nullptr)
    {
        return true;
    }
    bool leaf=false;
    queue<Node*> q;
    Node* l=nullptr;
    Node* r=nullptr;
    q.push(head);
    while(!q.empty())
    {
        Node* tmp=q.front();
        q.pop();
        l=tmp->left;
        r=tmp->right;
        if((leaf&&(l!=nullptr||r!=nullptr))||(l==nullptr&&r!=nullptr))
        {
            return false;
        }
        if(l!=nullptr)
        {
            q.push(l);
        }
        if(r!=nullptr)
        {
            q.push(r);
        }
        else
        {
            leaf=true;
        }
    }
    return true;
}

int main()
{
    Node*head=nullptr;
    head = new Node(2);
    head->left = new Node(5);
    head->right = new Node(6);
    head->left->right = new Node(8);
    cout<<inOrderUnRecur(head)<<endl;
    cout<<isCBT(head);
    return 0;
}

程序６：求完全二叉树的节点个数

#include<iostream> //完全二叉树求节点个数
using namespace std;
#include<queue>
#include<string>
#include<stack>
#include<limits.h>

struct Node
{
    int value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int val)
    {
        value=val;
    } 
};

int mostLeftLevel(Node* node,int level)
{
    while(node!=nullptr)
    {
        level++;
        node=node->left;
    }
    return level-1;
}

int bs(Node* node,int level,int h) // h:整棵树的高度,返回值为以node为头的树节点个数
{
    if(level==h)
    {
        return 1;
    }
    if(mostLeftLevel(node->right,level+1)==h)
    {
        return (1<<(h-level)) + bs(node->right,level+1,h);
    }
    else
    {
        return (1<<(h-level-1)) + bs(node->left,level+1,h);  
    }
}

int nodeNum(Node* head)
{
   if(head==nullptr)
   {
       return 0;
   }
   return bs(head,1,mostLeftLevel(head,1));
}

int main()
{
    Node*head=nullptr;
    head = new Node(5);
    head->left = new Node(2);
    head->right = new Node(6);
    head->left->left=new Node(2);
    head->left->right=new Node(3);
    head->right->left=new Node(8);
    cout<<nodeNum(head);
    return 0;
}