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C++ Level-Order Traversal

时间:2014-07-20 23:11:21      阅读:344      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:des   blog   http   os   数据   2014   

这里讲讲对binary Tree 进行level order Traversal.。 即BF traversal(广度优先遍历)。即首先, 访问根节点F, 打印出数据。 接着访问level 1的所有节点, 即D, J。 访问完level1之后, 访问level2, 即B, E, G , K 等等一次访问下去, 直至遍历完所有的节点。

 

bubuko.com,布布扣

BFS遍历的思路很简单, 但是当我们编程实现的时候, 却会遇到问题的。

首先当我们访问完节点D的时候u, 我们并不能够直接从D到达J, 因为D的指针并没有指向J。

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clearly, 只用一个指针是不够的。  我们的解决办法是, 当我们在访问一个节点的时候, 我们将这个节点的所有的孩子(children)的地址保存在一个queue中, so that we can visit them later。

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A node in a queue can be called discovered node,but has not visited yet。

例如, 树的各个节点的存储位置如下标记的。 最开始, 我们从根节点开始, 将root node 标记为discovered node, 存储到queue中:

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注意只要我们的queue不是empty的, 我们就可以从queue中取出这个地址, 访问树的相关的节点(例如打印节点的数据)。

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接下来, 我们enqueue the children of the root node , 得到:

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接下来, 我们从queue中(dequeue)200 的地址, 访问这个节点, 打印出数据(为D), 然后enqueue the childen of the node with D, 得到如下:

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接下来, 同理, 直至我们访问完所有的节点, queue(FIFO)也变成NULL了。

NOTE: queue的先进先出保证了我们能够实现BF Traversal.。

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下面我们编程实现(C++):

/* Binary tree - Level Order Traversal */
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;

struct Node {
	char data;
	Node *left;
	Node *right;
};

// Function to print Nodes in a binary tree in Level order
void LevelOrder(Node *root) {
	if(root == NULL) return;
	queue<Node*> Q;
	Q.push(root);
	//while there is at least one discovered node
	while(!Q.empty()) {
		Node* current = Q.front();
		Q.pop(); // removing the element at front
		cout<<current->data<<" ";
		if(current->left != NULL) Q.push(current->left);
		if(current->right != NULL) Q.push(current->right);
	}
}
// Function to Insert Node in a Binary Search Tree
Node* Insert(Node *root,char data) {
	if(root == NULL) {
		root = new Node();
		root->data = data;
		root->left = root->right = NULL;
	}
	else if(data <= root->data) root->left = Insert(root->left,data);
	else root->right = Insert(root->right,data);
	return root;
}

int main() {
	/*Code To Test the logic
	  Creating an example tree
                M
			   / 			  B   Q
			 / \   			A   C   Z
    */
	Node* root = NULL;
	root = Insert(root,'M'); root = Insert(root,'B');
	root = Insert(root,'Q'); root = Insert(root,'Z');
	root = Insert(root,'A'); root = Insert(root,'C');
	//Print Nodes in Level Order.
	LevelOrder(root);
}


运行结果:

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下面对上述的遍历算法做一个分析:

首先时间复杂度为O(n), 因为每一个节点只访问了一次。

其次空间复杂度, 由于我们的queue是dynamic的, 所以空间复杂度(是算法所需要的extra memeroy), 需要分情况。

最好的的情况下:

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对于最坏的情况, 也就是完美的二叉树, 空间复杂度达到O(n):

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综合来看Average case下, 算法空间复杂度达到O(n) :

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C++ Level-Order Traversal

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原文地址:http://blog.csdn.net/a130737/article/details/37993807

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