C++实现树的建立，查找，遍历输出

C++实现树的建立，查找，遍历输出：

#include<iostream>

#include<stack>
using namespace std;

template<class T>
class myqueue;

template<class T>
class Node
{
friend myqueue<T>;
private:
T data;
Node<T>* next;
public:
Node()
{
next=0;
}
Node(T d)
{
data=d;
next=0;
}
};
template<class T>
class myqueue
{
private:
Node<T> *tail;
public:
myqueue()
{
tail=new Node<T>();
//tail->next=NULL;
tail->next=tail; //这种表示采用的是循环队列，且队列头是一个哨兵为空，它的下一个才是队列的第一个数据
}

bool empty()
{
//return (NULL==tail->next)
return (tail->next==tail);
}

void push(T d)
{
Node<T> *p=new Node<T>(d);
//p->next=NULL;
p->next=tail->next;
tail->next=p;
tail=p; //始终标记出尾部的位置
}

T front() //取队列的第一个元素
{
if(empty())
{
cout<<"queue is empty!"<<endl;
exit(0);
}
Node<T> *p=tail->next; //这是一个循环链表构成的队列，尾部的链接的下一个就是队列头
T data=p->next->data; //队列头链接的下一个才是第一个数据
return data;
}

void pop() //队列的第一个元素出队列
{
Node<T> *p=tail->next;
Node<T> *q=p->next;
p->next=q->next;
if(q==tail)
tail=p;
delete q;
q=NULL;
}
};

class CStree; //children sibling tree

class CSnode
{
private:
char data;
CSnode *firstchild; //左孩子右兄弟
CSnode *nextsibling;
friend CStree;
};

class CStree
{
public:
void Create_Tree(CSnode *&T) //创建树
{
//按照从上到下，从左往右的顺序输入“双亲——孩子”的有序对，建立树的孩子兄弟存储结构
//输入时，以('#','#')为结束标志，根结点双亲为空，也是以'#'来表示
T=NULL;
myqueue<CSnode *> q; //队列中存放的是树的一个节点单元
char parent,child;
cout<<"输入双亲，孩子有序对，以'#','#'作为输入结束标志"<<endl;
for(cin>>parent>>child;child!='#';cin>>parent>>child)
{
CSnode *p=new CSnode;
p->data=child;
p->firstchild=p->nextsibling=NULL; //暂时现将它们置空
q.push(p);
if(parent=='#')
T=p; //根节点，同时T也是最后链接好的那棵树
else
{
CSnode *r;
CSnode *s=q.front(); //树的第一个节点单元，这个单元有parent数据、存放的孩子数据、左孩子指针、右兄弟指针
while(s->data!=parent) //第一次循环的时候data=a，第二次循环的时候data=b，parent=a，刚好错开了，通过parent的变化标注每次的链接
{
q.pop(); //清除的是myqueue中的data
s=q.front();
}
if(!s->firstchild) //链接第一个孩子结点
{
s->firstchild=p;
r=p; //设定r是为了方便后一步链接兄弟节点
}
else //链接兄弟结点
{
r->nextsibling=p;
r=p;
}
}
}//end_for
}//end_void

void Get_Children(CSnode *T) //找结点孩子
{
//在T的还在兄弟表示法中，求输入结点的孩子
cout<<"输入你要找的结点的值：";
char x;
cin>>x;
myqueue<CSnode *> q;
if(!T)
{
cout<<"这是一棵空树！"<<endl;
return ;
}
q.push(T);
CSnode *r=NULL;
if(T->data==x)
r=T;
else
{
do
{
CSnode *p=q.front();
q.pop();
if(p->firstchild && p->firstchild->data==x) //纵向找
{
r=p->firstchild;
break;
}
if(p->firstchild && p->firstchild->data!=x)
q.push(p->firstchild);
if(p->nextsibling && p->nextsibling->data==x) //横向找
{
r=p->nextsibling;
break;
}
if(p->nextsibling && p->nextsibling->data!=x)
q.push(p->nextsibling);
}while(!q.empty());
}
if(r==NULL)
{
cout<<"树T中没有结点"<<x<<endl;
return;
}
else
Print_children(r);
}

void Print_children(CSnode *p)
{
CSnode *q=p->firstchild;
if(!q)
{
cout<<"结点"<<p->data<<"没有孩子"<<endl;
return ;
}
cout<<"结点"<<p->data<<"的所有孩子是：";
while(q)
{
cout<<q->data<<" "; //输出左孩子
q=q->nextsibling; //横向输出左孩子的兄弟
}
cout<<endl;
}

void OutPath(CSnode *T,stack<char> &s) //求路径
{
//输出树T中从根节点到所有叶子结点的路径，用栈暂存路径
while(T)
{
s.push(T->data); //将当前层访问的结点记入路径 s是一个堆栈
if(!T->firstchild) //没有左孩子
Print_stack(s); //输出从栈底到栈顶的元素，同时也清空了s栈
else
OutPath(T->firstchild,s); //继续遍历左孩子分支，递归操作
s.pop(); //将当前层访问的结点从路径中删除
T=T->nextsibling; //继续访问兄弟分支
}
}

void Print_stack(stack<char> s)
{
char temp[100];
int i=0;
while(!s.empty())
{
temp[i]=s.top(); //返回栈顶元素的值，但是不删除该元素
s.pop(); //删除栈顶元素
i++;
}
cout<<"从根节点到叶子结点的一条路径：";
for(int j=i-1;j>0;j--)
cout<<temp[j]<<"->";
cout<<temp[0]<<endl;
}

void PreRoot_Traverse(CSnode *T) //先根遍历，且是从左往右进行的
{
if(T)
{
cout<<T->data<<" ";
PreRoot_Traverse(T->firstchild); //递归，一个递归完了才能够进行另一个递归
PreRoot_Traverse(T->nextsibling);
}
}

void PostRoot_Traverse(CSnode *T) //后根遍历，且是从左往右进行的
{
if(T)
{
PostRoot_Traverse(T->firstchild);
cout<<T->data<<" ";
PostRoot_Traverse(T->nextsibling);
}
}

void LevelOrder_Traverse(CSnode *T) //层次遍历
{
myqueue<CSnode *> q;
CSnode *t;
q.push(T);
do
{
t=q.front();
do
{
cout<<t->data<<" ";
if(t->firstchild)
q.push(t->firstchild);
t=t->nextsibling;
}while(t); //把每一层遍历完再换到下一层
q.pop();
}while(!q.empty());
}
};
int main()
{
CStree tree;
CSnode *T;
tree.Create_Tree(T);

tree.Get_Children(T);

stack<char> s;
tree.OutPath(T,s);

cout<<"树的先根遍历为：";
tree.PreRoot_Traverse(T);
cout<<endl;

cout<<"树的后根遍历为：";
tree.PostRoot_Traverse(T);
cout<<endl;

cout<<"层次遍历树为：";
tree.LevelOrder_Traverse(T);
cout<<endl;

return 0;
}

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