数据结构教材中，提供了基于队列实现一个二叉树的非递归层次遍历算法。但对于一个任意二叉树，如果要查找其中任何一个节点所在的层次数，教科书中并没有给出基于层次遍历的非递归算法。鉴于层次遍历算法比较容易理解，因此本人基于层次遍历的非递归算法，进行适当改造修改，实现了二叉树中指定节点层次数定位的非递归层次遍历算法。

基本数据结构定义、操作与算法实现：

/*二叉树结构定于与相关算法*/

typedef struct BiNode

{

ElemType data;

struct BiNode *lChild, *rChild;

}BitTree, *pBT;

/*

建立二叉树。对于数值型数据，以输入-1安排对应的空指针；对于字符型数据，以输入空格符安排对应的空指针。

以数值型数据为例建立一棵二叉树的递归算法

*/

BitTree *CreBiTree(void)

{

BitTree *bt;

ElemType x;

scanf_s(“%d”, &x);

if (x == -1) bt = NULL;

else

{

bt = (BitTree *)malloc(sizeof(BitTree));

bt->data = x;

bt->lChild = CreBiTree();

bt->rChild = CreBiTree();

}

return bt;

}

/*

建立用来操作二叉树节点的队列

队列的数据结构表示与实现,使用链队列形式

包括操作：初始化，取队长，判断队空，取队头元素，入队和出队

*/

typedef struct qBtNode{

BitTree btData;

struct qBtNode *next;

}qBtLink;

typedef struct{

qBtLink *front;

qBtLink *rear;

}LinkBtQueue;

void initBtQueue(LinkBtQueue *LQ)

{

LQ->front = LQ->rear = (LinkBtQueue *)malloc(sizeof(LinkBtQueue));

LQ->front->next = NULL;

}

int isEmptyBtQue(LinkBtQueue *LQ)

{

if (LQ->front == LQ->rear) return 1;

return 0;

}

void enBtQueue(LinkBtQueue *LQ, BitTree *btNode)

{

qBtLink *p;

p = (qBtLink *)malloc(sizeof(qBtLink));

p->btData = *btNode;

p->next = NULL;

if (LQ->front == NULL) LQ->front->next = p;

LQ->rear->next = p;

LQ->rear = p;

}

int outBtQueue(LinkBtQueue *LQ, BitTree *btNode)

{

qBtLink *p;

if (LQ->front == LQ->rear) return 0;

p = LQ->front->next;

*btNode = p->btData;

LQ->front->next = p->next;

if (LQ->rear == p)//队列中只有一个元素时，需要重新修改队尾指针

LQ->rear=LQ->front;

free(p);

return 1;

}

/*

以层次遍历的非递归方法，实现指定节点值的层次数定位

已知一棵二叉树以二叉链表结构存储，试编制算法计算给定结点所在的层次

*/

int NonRecurlevelBT(pBT bt, ElemType x)

{

LinkBtQueue lQ1,lQ2;

//使用两个队列，一个出队，如果有左右子树就入另一个队，当前面队列为空时，然后对另一个队出队处理，循环处理同前

int iLevel=0,isFind=0,isLoop;//iLevel用来保存层次数值,isFind用来标记是否找到，isLoop用来标志是否进入循环(一个队列处理循环代表一个树的一层)

BitTree p;

initBtQueue(&lQ1);

initBtQueue(&lQ2);

if (bt)

enBtQueue(&lQ1, bt);

iLevel = 0;

while (!isFind && (!isEmptyBtQue(&lQ1) || !isEmptyBtQue(&lQ2)))

{

while (!isFind && !isEmptyBtQue(&lQ1))

{

isLoop = 1;

outBtQueue(&lQ1, &p);

if (p.data == x)

{

isFind = 1;

break;

}

if (p.lChild) enBtQueue(&lQ2, p.lChild);

if (p.rChild) enBtQueue(&lQ2, p.rChild);

}

if (isLoop) { iLevel++; isLoop = 0; }

while (!isFind && !isEmptyBtQue(&lQ2))

{

isLoop = 1;

outBtQueue(&lQ2, &p);

if (p.data == x)

{

isFind = 1;

break;

}

if (p.lChild) enBtQueue(&lQ1, p.lChild);

if (p.rChild) enBtQueue(&lQ1, p.rChild);

}

if (isLoop) { iLevel++; isLoop = 0; }

}

if (isFind) return iLevel;

else return 0;

}