Question

我编写了一个Red-Black Tree实现，内置有序遍历（使用嵌套class Iterator）。

我正在寻找一种（迭代的，如果可能的话）算法，该算法使用按顺序遍历以图形方式打印二叉树。

打印方向不相关，即命令行输出中的树可以像这样定向（格式化）：

或者像这样：

 |1
 |
 |
2
 | |3
 | |
 |4
   |
   |5

甚至倒置，但应使用in-oder遍历打印树，使用下面提供的方法：

void Iteraor::first(); // Traverses to the first node.
void Iterator::next(); // Traverses to the next node.
void Iterator::last(); // Traverses to the last node.

所以有可能这样做：

RBTree tree;
/* Tree init. */
Iterator from(&tree), until(&tree);
from.first();
until.last();
for (Iterator i = from; i != until; i.next()) {
// PRINTING.
}

这是原始代码：

/** A program for Red-Black Tree manipulation: insertion and value retrieval.
  * All position relations (first, last, previous, next) are in-order.
  */

class RBTree {
    struct Node {
        enum class Colour : bool { RED, BLACK };
        int value;
        Node *left, *right, *parent;
        Colour colour;
    public:
        /* ... */
    };
    class Iterator {
        class Stack {
            /* ... */
        };
        Stack stack;
        const RBTree* const tree; // Once set, neither the reference nor the referenced object's attributes can be modified.
        Node* pointer;
    public:
        Iterator(const RBTree*);
        void first();
        void next();
        void last();
        /* ... */
        Node* getNode() const;
        bool operator != (const Iterator&) const;
    };
    Node *root;
    Iterator iterator;
public:
    RBTree() : root(nullptr), iterator(this) {}
    /* ... */
    bool printTree() const;
    ~RBTree() { deleteTree(); }
};

// TREE // public: //

/* ... */

bool RBTree::printTree() const {
    if (root != nullptr) {
        // print ??
        return true;
    }
    else
        return false;

}

// NODE: Ensures the proper connection. //

void RBTree::Node::setLeft(Node *p_left) {
    left = p_left;
    if (p_left != nullptr)
        p_left->parent = this;
}

void RBTree::Node::setRight(Node *p_right) {
    right = p_right;
    if (p_right != nullptr)
        p_right->parent = this;
}

// ITERATOR //

RBTree::Iterator::Iterator(const RBTree* p_tree) : tree(p_tree), pointer(p_tree->root) {}

// Traverses to the first node (leftmost).
void RBTree::Iterator::first() {
    if (pointer != nullptr) {
        while (true) {
            if (pointer != nullptr) {
                stack.push(pointer);
                pointer = pointer->left;
            }
            else {
                pointer = stack.peek();
                break;
            }
        }
    }
}

// Traverses to next node in-order.
void RBTree::Iterator::next() {
    if (pointer != nullptr) {
        if (!stack.isEmpty()) {
            pointer = stack.pop();
            if (pointer->right != nullptr) {
                pointer = pointer->right;
                first();
            }
        }
    }
}

// Traverses to the last node (rightmost).
void RBTree::Iterator::last() {
    pointer = tree->root;
    if (pointer != nullptr)
        while (pointer->right != nullptr)
            pointer = pointer->right;
    stack.clear();
}

/* ... */

RBTree::Node* RBTree::Iterator::getNode() const {
    return pointer;
}

bool RBTree::Iterator::operator != (const Iterator& p_iterator) const {
    return pointer != p_iterator.pointer ? true : false;
}

我研究了similar question的响应，但没有一种算法使用有序遍历（其中大多数都是递归的）。

修改

Folowing @ nonsensickle的建议，将代码剪裁到最低限度。

Answer 1

使用迭代算法进行有序遍历的规范方法是维护需要打印的节点的堆栈（或LIFO队列）。每次循环迭代都会执行以下两种操作之一：

如果您不在叶子上，请将当前节点推入堆栈并转到最左侧的子节点。
如果你在一片叶子上，打印它，将顶部节点从堆叠中弹出，打印出来，然后移到最右边的孩子身上。

你继续，直到你的筹码是空的，你就是一片叶子。

格式以及节点分支的图形表示的生成显然取决于您。请记住，它需要一些额外的状态变量。

修改

我的意思是“一些额外的状态变量”就是这个。

要提供漂亮的印刷，您需要跟踪三件事：

当前节点打印的树的级别（从底部开始计算）。这告诉您（部分）缩进它的距离（或者如果您使用的是2D绘图库，则将其偏离画布的边缘）。

您当前的打印节点是左侧还是右侧子节点。这告诉你（再次）将它与兄弟姐妹缩进的距离，以及将其与父母连接的分支的方向。

您的节点距离“中心”的节点数是多少。这对于与其（非兄弟）邻居的适当间距也很有用。

可能可以使用较少的迭代到迭代状态，但这对我有用。

二叉树：迭代顺序打印

1 个答案: