UVa 122 (二叉树的层次遍历) Trees on the level
题意:
输入一颗二叉树,按照(左右左右, 节点的值)的格式。然后从上到下从左到右依次输出各个节点的值,如果一个节点没有赋值或者多次赋值,则输出“not complete”
一、指针方式实现二叉树
首先定义一个结构体,然后定义一个结构体指针root,作为整棵树的根节点。如果需要用到左右节点则申请一个空间,也就是用不到的就不申请,以节省空间。
遍历方式是广度优先遍历(BFS),从根节点依次拓展子节点,如果有子节点就入队,然后根节点出队。继续拓展,直到队列为空,即遍历完整棵树。
因为指针丢失以后会造成内存泄露,所以在每次读取二叉树之前都要释放掉上一棵树申请的内存,二叉树的删除也是递归删除的。
#define LOCAL
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue> const int maxn = ;
char s[maxn];
bool failed;
std::vector<int> ans; struct Node
{
bool have_value; //是否赋值过
int v;
Node *left, *right;
Node():have_value(false), left(NULL), right(NULL) {} //构造函数
};
Node* root; Node* newnode() { return new Node(); } //调用构造函数 void addnode(int v, char* s)
{
int n = strlen(s);
Node* u = root;
for(int i = ; i < n; ++i)
{
if(s[i] == 'L')
{
if(u->left == NULL) u->left = newnode();
u = u->left;
}
else if(s[i] == 'R')
{
if(u->right == NULL) u->right = newnode();
u = u->right;
}
}
if(u->have_value) failed = true; //如果一个节点有多次赋值,做标记
u->v = v;
u->have_value = true;
} void remove_tree(Node* u)
{
if(u == NULL) return;
remove_tree(u->left);
remove_tree(u->right);
delete u;
} bool read_input(void)
{
failed = false;
remove_tree(root);
root = newnode(); for(;;)
{
if(scanf("%s", s) != ) return false;
if(!strcmp(s, "()")) break;
int v;
sscanf(&s[], "%d", &v);
addnode(v, strchr(s, ',') + );
}
return true;
} bool BFS(std::vector<int>& ans)
{
std::queue<Node*> q;
ans.clear();
q.push(root);
while(!q.empty())
{
Node* u = q.front();
q.pop();
if(!u->have_value) return false; //该节点没有赋值过
ans.push_back(u->v);
if(u->left != NULL) q.push(u->left);
if(u->right != NULL) q.push(u->right);
}
return true;
} int main(void)
{
#ifdef LOCAL
freopen("122in.txt", "r", stdin);
#endif while(read_input())
{
if(failed || !BFS(ans)) printf("not complete\n");
else
{
printf("%d", ans[]);
for(int i = ; i < ans.size(); ++i)
printf(" %d", ans[i]);
puts("");
}
} return ;
}
代码君一
二、数组方式实现
每新建一个节点计数器cnt就自增1,而不是像完全二叉树那样,左右子节点是父节点的二倍和二倍加1.
//#define LOCAL
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <queue>
#include <vector> const int maxn = ;
const int root = ;
char s[maxn];
bool have_value[maxn], failed;
int left[maxn], right[maxn], val[maxn], cnt;
std::vector<int> ans; void newtree(void)
{
left[root] = right[root] = ;
have_value[root] = false;
cnt = root;
} int newnode(void)
{
int u = ++cnt;
left[u] = right[u] = ;
have_value[u] = false;
return u;
} void addnode(int v, char* s)
{
int n = strlen(s);
int u = root;
for(int i = ; i < n; ++i)
{
if(s[i] == 'L')
{
if(left[u] == ) left[u] = newnode();
u = left[u];
}
else if(s[i] == 'R')
{
if(right[u] == ) right[u] = newnode();
u = right[u];
}
}
if(have_value[u]) failed = true; //如果一个节点有多次赋值,做标记
val[u] = v;
have_value[u] = true;
} bool read_input(void)
{
failed = false;
newtree(); for(;;)
{
if(scanf("%s", s) != ) return false;
if(!strcmp(s, "()")) break;
int v;
sscanf(&s[], "%d", &v);
addnode(v, strchr(s, ',') + );
}
return true;
} bool BFS(std::vector<int>& ans)
{
std::queue<int> q;
ans.clear();
q.push(root);
while(!q.empty())
{
int u = q.front();
q.pop();
if(!have_value[u]) return false;
ans.push_back(val[u]);
if(left[u] != ) q.push(left[u]);
if(right[u] != ) q.push(right[u]);
}
return true;
} int main(void)
{
#ifdef LOCAL
freopen("122in.txt", "r", stdin);
#endif while(read_input())
{
if(failed || !BFS(ans)) puts("not complete");
else
{
printf("%d", ans[]);
for(int i = ; i < ans.size(); ++i)
printf(" %d", ans[i]);
puts("");
}
} return ;
}
代码君二
三、内存池的方法
静态申请一个Node数组配合一个空闲列表实现一个简单的内存池。
//#define LOCAL
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <queue> const int maxn = ;
char s[maxn];
bool failed;
std::vector<int> ans; struct Node
{
bool have_value; //是否赋值过
int v;
Node *left, *right;
Node():have_value(false), left(NULL), right(NULL) {} //构造函数
}node[maxn];
Node* root;
std::queue<Node*> freenodes; void Init()
{
for(int i = ; i < maxn; ++i)
freenodes.push(&node[i]); //初始化内存池
} Node* newnode()
{
Node* u = freenodes.front();
u->left = u->right = NULL;
u->have_value = false;
freenodes.pop();
return u;
} void deletenode(Node* u) { freenodes.push(u); } void addnode(int v, char* s)
{
int n = strlen(s);
Node* u = root;
for(int i = ; i < n; ++i)
{
if(s[i] == 'L')
{
if(u->left == NULL) u->left = newnode();
u = u->left;
}
else if(s[i] == 'R')
{
if(u->right == NULL) u->right = newnode();
u = u->right;
}
}
if(u->have_value) failed = true; //如果一个节点有多次赋值,做标记
u->v = v;
u->have_value = true;
} void remove_tree(Node* u)
{
if(u == NULL) return;
remove_tree(u->left);
remove_tree(u->right);
deletenode(u);
} bool read_input(void)
{
failed = false;
remove_tree(root);
Init();
root = newnode();
for(;;)
{
if(scanf("%s", s) != ) return false;
if(!strcmp(s, "()")) break;
int v;
sscanf(&s[], "%d", &v);
addnode(v, strchr(s, ',') + );
}
return true;
} bool BFS(std::vector<int>& ans)
{
std::queue<Node*> q;
ans.clear();
q.push(root);
while(!q.empty())
{
Node* u = q.front();
q.pop();
if(!u->have_value) return false; //该节点没有赋值过
ans.push_back(u->v);
if(u->left != NULL) q.push(u->left);
if(u->right != NULL) q.push(u->right);
}
return true;
} int main(void)
{
#ifdef LOCAL
freopen("122in.txt", "r", stdin);
#endif while(read_input())
{
if(failed || !BFS(ans)) printf("not complete\n");
else
{
printf("%d", ans[]);
for(int i = ; i < ans.size(); ++i)
printf(" %d", ans[i]);
puts("");
}
} return ;
}
代码君三
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