线索二叉树概述

线索化二叉树时，
一个节点的前一个节点，叫做前驱节点；
一个节点的后一个节点，叫做后继节点。

线索二叉树是建立在二叉树的基础上，可以方便的表示某个节点的前驱节点和后继节点。

给每个节点的左右指针设置标签，来表示该指针是指向前驱、后继，还是指向左儿子、右儿子。

如果标签值为 0，则表示该指针指向左、右儿子；
如果标签值为 1，则表示该指针指向前驱、后继。

线索二叉树代码实现

线索二叉树的数据结构

public class ThreadedBinaryTree {ThreadedNode root; // 根节点ThreadedNode pre = null; // 用于存储临时节点// 中序线索化二叉树public void threadNodes(){threadNodes(root);}public void threadNodes(ThreadedNode node){if (node == null)return;threadNodes(node.leftNode); // 处理左子树// 处理当前节点if (node.leftNode == null){ // 当前节点是否指向前驱节点node.leftNode = pre;node.leftType = 1;}if (pre != null && pre.rightNode == null){ // 当前节点的前驱节点是否指向自己pre.rightNode = node;pre.rightType = 1;}pre = node; // 存储前驱节点threadNodes(node.rightNode); // 处理右子树}public void setRoot(ThreadedNode root) { // 设置根节点this.root = root;}public ThreadedNode getRoot() { // 获取根节点return root;}
}
class ThreadedNode{int value; // 权值ThreadedNode leftNode; // 左儿子ThreadedNode rightNode; // 右儿子int leftType; // 左指针类型int rightType; // 右指针类型public ThreadedNode(int value){this.value = value;}public void setLeftNode(ThreadedNode leftNode) {  // 设置左儿子this.leftNode = leftNode;}public void setRightNode(ThreadedNode rightNode) { // 设置右儿子this.rightNode = rightNode;}// 中序遍历public void midShow() {// 左if (leftNode != null){leftNode.midShow();}// 根System.out.print(value + " ");// 右if (rightNode != null){rightNode.midShow();}}}

线索二叉树的遍历

// 遍历线索二叉树
public void threadIterate(){ThreadedNode node = root;    // 用于临时存储当前遍历节点while (node != null){while (node.leftType == 0){  // 循环找到最开始的节点node = node.leftNode;}System.out.print(node.value + " ");  // 打印当前节点的值while (node.rightType == 1){  // 如果当前节点的右指针指向的是后继节点，可能后继节点还有后继节点node = node.rightNode;System.out.print(node.value + " ");}node = node.rightNode;  // 替换遍历的节点}
}

线索二叉树示例完整代码

创建如图所示的二叉树，并将它中序线索化，然后对它进行遍历。

线索二叉树类 ThreadedBinaryTree

public class ThreadedBinaryTree {ThreadedNode root;// 用于临时存储前驱节点ThreadedNode pre = null;// 遍历线索二叉树public void threadIterate(){ThreadedNode node = root;    // 用于临时存储当前遍历节点while (node != null){while (node.leftType == 0){  // 循环找到最开始的节点node = node.leftNode;}System.out.print(node.value + " ");  // 打印当前节点的值while (node.rightType == 1){  // 如果当前节点的右指针指向的是后继节点，可能后继节点还有后继节点node = node.rightNode;System.out.print(node.value + " ");}node = node.rightNode;  // 替换遍历的节点}}// 设置根节点public void setRoot(ThreadedNode root) {this.root = root;}// 中序线索化二叉树public void threadNodes(){threadNodes(root);}public void threadNodes(ThreadedNode node){if (node == null){  // 当前节点如果为null，直接返回return;}threadNodes(node.leftNode); // 处理左子树// 处理前驱结点if (node.leftNode == null){node.leftNode = pre;  // 让当前节点的左指针指向前驱节点node.leftType = 1; // 改变当前节点左指针的类型}// 处理前驱节点的右指针，如果前驱节点的右指针是null（没有指向右子树）if (pre != null && pre.rightNode == null){pre.rightNode = node; // 让前驱节点的右指针指向当前节点pre.rightType = 1; // 改变前驱节点右指针的类型}pre = node; // 每处理一个节点，当前节点是下一个节点的前驱节点threadNodes(node.rightNode);  // 处理右子树}// 获取根节点public ThreadedNode getRoot() {return root;}// 中序遍历public void midShow() {if (root != null) {root.midShow();}}}

线索二叉树节点类 ThreadedNode

public class ThreadedNode {// 节点的权int value;// 左儿子ThreadedNode leftNode;// 右儿子ThreadedNode rightNode;// 表示指针类型int leftType;int rightType;public ThreadedNode(int value){this.value = value;}// 设置左儿子public void setLeftNode(ThreadedNode leftNode) {this.leftNode = leftNode;}// 设置右儿子public void setRightNode(ThreadedNode rightNode) {this.rightNode = rightNode;}// 中序遍历public void midShow() {// 左节点if (leftNode != null)leftNode.midShow();// 根结点System.out.print(value + " ");// 右节点if (rightNode != null)rightNode.midShow();}}

测试类 TestThreadBinaryTree

public class TestThreadedBinaryTree {public static void main(String[] args) {ThreadedBinaryTree binTree = new ThreadedBinaryTree(); // 创建一颗树ThreadedNode root = new ThreadedNode(1); // 创建一个根节点binTree.setRoot(root); // 把根结点赋给树ThreadedNode rootL = new ThreadedNode(2); // 创建根的左儿子节点root.setLeftNode(rootL); // 将新创建的节点设为根结点的左儿子ThreadedNode rootR = new ThreadedNode(3); // 创建根的右儿子节点root.setRightNode(rootR); // 将新创建的节点设为根结点的右儿子rootL.setLeftNode(new ThreadedNode(4));ThreadedNode fiveNode = new ThreadedNode(5);rootL.setRightNode(fiveNode);rootR.setRightNode(new ThreadedNode(6));System.out.println("**************以上为创建二叉树*************");System.out.print("中序遍历二叉树：");binTree.midShow(); // 中序遍历二叉树System.out.println();binTree.threadNodes(); // 中序线索化二叉树ThreadedNode afterFive = fiveNode.rightNode; //获取5节点的后继节点System.out.println("5节点的后继节点：" + afterFive.value);System.out.print("线索二叉树的遍历：");binTree.threadIterate(); // 线索二叉树的遍历}
}

运行效果：

**************以上为创建二叉树*************
中序遍历二叉树：4 2 5 1 3 6
5节点的后继节点：1
线索二叉树的遍历：4 2 5 1 3 6

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