中序遍历创建带头结点的线索二叉树

中序遍历创建带头结点的线索二叉树

二叉链表存储的时候可以很方便地找到某个结点的左右孩子，但是一般情况下，无法直接找到该结点在某种遍历序列中的前驱和后继结点。

线索二叉树（Threaded Binary Tree）：

线索化：对二叉树按某种遍历次序使其变为线索二叉树的过程

增加了头结点的二叉树：

代码实现：

#include 
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 100
typedef int Status;
typedef char TElemType;
using namespace std;
//线索二叉树的结点类型
typedef struct BiTreNode {
    TElemType data;//数据域
    int ltag, rtag;
    BiTreNode* lchild,*rchild;
}BiTreNode, * BiTreTree;

typedef BiTreTree SElemType;//定义顺序栈的元素为BiTNode的结点
typedef struct {
	SElemType* base;
	SElemType* top;
	int stacksize;
}SqStack;
//栈的初始化
Status Init(SqStack& S) {
	//分配空间
	//S.base = (SElemType*)malloc(sizeof(SElemType)*MAXSIZE);
	S.base = new SElemType[MAXSIZE];
	if (!S.base) return ERROR;
	S.top = S.base;
	S.stacksize = MAXSIZE;
	return OK;
}
//判断栈是否为空
Status StackEmpty(SqStack S) {
	if (S.top==S.base)
	{
		return TRUE;
	}
	return FALSE;
}
//入栈
Status StackPush(SqStack& S, SElemType e) {
	if (S.top - S.base == S.stacksize) {
		//栈满了
		return ERROR;
	}
	*S.top = e;//*代表取S.top指针的空间进行运算
	S.top++;//即*S.top++=e;
	return OK;
}
//出栈
Status StackPop(SqStack& S, SElemType &e) {
	if (S.top == S.base) {
		return ERROR;
	}
	S.top--;
	e = *S.top;//相当于e=*--S.top
	return OK;
}

//使用先序遍历创建二叉树
void createTreTree(BiTreTree& T) {
	T = new BiTreNode;
	char ch;
	cin >> ch;
	if (ch == '#') {
		T = NULL;
	}
	else {
		T->data = ch;
		T->ltag = 0;
		T->rtag = 0;
		createTreTree(T->lchild);
		createTreTree(T->rchild);
	}

}
//根据中序遍历的顺序创建线索二叉树
BiTreTree createInTraverseTreTree(BiTreTree& T) {
    BiTreNode* p,*pre;
	BiTreNode* head=new BiTreNode;
	pre = NULL;
	//head的左孩子指向是根结点
	head->ltag = 0;
	head->lchild = T;
	head->data = '#';
    p = T;
	SqStack S;
	Init(S);
	bool flag = false;
	while (p||!StackEmpty(S))
	{
		if (p)
		{
			StackPush(S, p);
			p = p->lchild;
			if (!p)
			{
				flag = true;//flag为true说明等一下d出的是一个左子树为空的结点
			}
		}
		else
		{
			BiTreNode* q = new BiTreNode;
			StackPop(S, q);
			//左子树为空的情况
			if (flag)//即说明d出的是左子树为空的结点
			{
				if (pre == NULL) {//说明该结点没有中序遍历的结点，即这是中序遍历中的第一个结点
					q->ltag = 1;
					q->lchild = head;
				}
				else
				{
					q->ltag = 1;
					q->lchild = pre;
				}
				flag = false;//修改flag值
			}
			pre = q;
			p = q->rchild;
			if (!p)//右子树为空
			{
				if (StackEmpty(S))//即这是中序遍历中的最后一个结点
				{
					head->rtag = 1;
					head->rchild = q;
					//头结点的后序结点指向中序遍历中的最后一个结点
					q->rtag = 1;
					q->rchild = head;
					//中序遍历中的最后一个结点指向head头结点
				}
				else {//p为空说明q结点的右子树为空，等一下该d出结点输出了，等一下d出的就是现在q结点在中序遍历中的后序结点
					q->rtag = 1;
					BiTreNode* temp=new BiTreNode;
					StackPop(S, temp);
					q->rchild = temp;
					StackPush(S, temp);//记得放回栈中
				}
			}
		}
	}
	return head;//返回新创建的左子树指向根结点的头结点
}
//先序遍历输出tag域不为空的值即输出该结点的中序遍历的前序结点/后序结点，而不是该结点的孩子结点
void PreTraverseTreTree(BiTreTree T) {
	if (T)
	{
		if (T->ltag != 0)//
		{
			printf("本结点为：%c 中序遍历前序结点为：%c \n", T->data, T->lchild->data);
		}
		if (T->rtag != 0)
		{
			printf("本结点为：%c 中序遍历后序结点为：%c \n", T->data, T->rchild->data);
		}
		if (T->ltag == 0)
		{
			PreTraverseTreTree(T->lchild);
		}
		if (T->rtag == 0)
		{
			PreTraverseTreTree(T->rchild);
		}
	}
}

int main() {
	BiTreTree T;
	createTreTree(T);
	BiTreTree newT=createInTraverseTreTree(T);

	PreTraverseTreTree(newT);
	return 0;
}