数据结构之---非递归中序遍历二叉树

二叉树中序非递归遍历算法实现

大家好，我是逝去的粒子，从今天起，我将尝试着数据结构从0开始学习分享，此篇文章作为试验，一方面可以为自己做笔记防止遗忘，另一方面希望可以帮助大家。不废话，正式开始。

1.第一步，我们需要先序递归创建二叉树，栈，以及栈的基础方法，因为上述这些不是今天的重点且网上有很多讲解，我就不重复造轮子了，代码如下：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#define MaxSize 50
typedef int ElemType;//树的定义
typedef struct BiTNode{int data;struct BiTNode *lchild,*rchild;
}BiTNode,*BiTree;//栈的定义
typedef struct{BiTree data[MaxSize];int top;
}SqStack;//初始化
void InitStack(SqStack &s){s.top=-1;
}//判断栈空
bool StackEmpty(SqStack &s){if(s.top==-1)return true;elsereturn false;
}   //进栈
bool Push(SqStack &s,BiTree x){if(s.top==MaxSize-1){return false;}s.data[++s.top]=x;return true;
}//出栈
BiTree Pop(SqStack &s,BiTree x){if(s.top==-1){return false;}x=s.data[s.top--];return x;
}//读取栈顶元素
bool GetTop(SqStack &s){BiTree x;if(s.top==-1){return false;}x=s.data[s.top];printf("%c",x->data);return true;
}
//创建二叉树,递归创建，默认先序输入
void CreateBiTree(BiTree &T){char c;scanf("%c",&c);if(c=='#'){T=NULL;}else{T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));T->data=c;CreateBiTree(T->lchild);CreateBiTree(T->rchild);}
}

2.第二步：假设我们先序遍历输入：12#46###3#5##，（#表示空节点），如下创建了一个这样的二叉树：

3.第三步：递归先序遍历，简单来说就是始终坚持先左后中再右，代码如下：

//中序遍历--递归
void InOrder(BiTree T){if(T!=NULL){InOrder(T->lchild);printf("%c",T->data);InOrder(T->rchild);}
}
简单来说就是将树T的指针传过来，依次遍历，有的人传的是指针的地址，效果都一样

--------------------------------接下来就是今天的重点了：非递归中序-------------------------

4.第4步：非递归中序遍历算法思想-->借助栈，先有一个工作指针p,让其从头节点依次扫描左节点，并将扫描到的节点依次进栈，如果扫描的左节点为空了时，从栈中弹出一个节点，此时显然弹出的这个节点及其他的左子树都已经被访问过了，我们再使用p继续访问此节点的右节点，将其进栈，然后继续右孩子节点的所有左孩子，不停的迭代，直到所有节点全部访问过，并且栈为空。根据此思想，编写如下代码：

//中序遍历--非递归
void InOrder2(BiTree T){SqStack s;InitStack(s); //初始化栈BiTree p=T,a;        //遍历指针pwhile(p||!StackEmpty(s)){if(p){Push(s,p);p=p->lchild;}else{GetTop(s);    //在p出栈之前先查看a=Pop(s,p);     //出栈,a为接收出栈的p节点p=p->rchild;}}
}
1.首先初始化栈s,我用的是顺序栈，有能力的同学可以尝试着用链栈。
2.创建工作指是针p和a,其中p指向树T，也就是p指向节点1。
3.进入循环（p不为空或者栈s不为空时）执行循环体：做判断：如果工作指针p不为空，此时p指向的节点1进栈，p继续指向左子树指向了节点2，继续将2进栈，由于节点2没有左子树，所以进入else语句,出栈之前输出节点值,那么此时输出的就是2,并将节点2弹出栈，再寻找节点2的右节点，进入if语句，就这样不断迭代。

好了，现在我们看似代码还是比较ok的，因为我本身小白，没办法，此时，运行试试看。

果然没辜负我，又出错了，递归中序遍历能够正常实现，但非递归却只出现了一个数字2，再就没反应了，这是为什么。

5.第5步：调试阶段
为非递归这个函数添加一个断点，进行一步步调试，查看栈s以及p指针的变化。

直到有错误提示

此时我们发现了一个大问题，p指针的左右孩子都是为空，说明此时的p就是一个空指针，而且p的值为0x000000，有bug就解决，我发现，导致p错误的原因是当从栈中弹出一个节点时，我用的p指针已经不再是指向弹出那个节点的，而是指向了一个空节点，所以程序猜到else语句，对不对，那么原先写的p=p->lchild毫无疑问是错误的，此时，我想到用一个指针a来接收弹出的节点，然后将a赋给p,然后p代表当前弹出节点并继续访问其右节点。
如果有疑问的话，建议照着刚写的代码画着图实际演练一遍，或可以联系我。

//中序遍历--非递归
void InOrder2(BiTree T){SqStack s;InitStack(s); //初始化栈BiTree p=T,a;        //遍历指针pwhile(p||!StackEmpty(s)){if(p){Push(s,p);p=p->lchild;}else{GetTop(s);    //在p出栈之前先查看a=Pop(s,p);     //出栈,a为接收出栈的p节点p=a;p=p->rchild;}}
}

成功解决，当遇到bug时，要学会去调试代码，当然调试的前提是你必须要手动的会描述一个算法过程。今天的试验分享就到这，后面会不定期分享我会的数据结构，第一次写的不好请见谅。

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