本代码主要参考了大话数据结构的思想，由于其为c语言版，所以本人对其中一些函数进行了封装，并增加了一些新的功能。

由于本代码的基本思想在大话数据结构书中已经说的很清楚了，所以此处就不再进行说明代码原理。

并且，在每个函数的后面，都写了其作用，本人也尽可能地在必要的地方加了注释。并且为了省事，用了shared_ptr。

写此代码的目的是为了让简单线索二叉树的代码更加规范一点（很多c代码都是用全局变量等不规范的形式）。此代码在vs2019上能执行，编译器需要支持c++11以上。

文章目录

一、线索二叉树节点类~
二、线索二叉树类~
三、完整头文件~
四、测试cpp~

一、线索二叉树节点类~

using std::cout;
using std::endl;
using std::shared_ptr;
using std::make_shared;namespace {enum  class PointerTag{Linked, Thread};
}template<typename T = int>
struct ThreadNode {public:using ThreadNodePtr = shared_ptr<ThreadNode<T>>;public:T _data;ThreadNodePtr _lchild;ThreadNodePtr _rchild;PointerTag _lTag;/*左右标签*/PointerTag _rTag;ThreadNode(const T& data) :_data(data),_lchild(nullptr),_rchild(nullptr),_lTag(PointerTag::Linked),_rTag(PointerTag::Linked) {}ThreadNode(const ThreadNode& other):_data(other._data),_lchild(other._lchild),_rchild(other._rchild),_lTag(other._lTag),_rTag(other._rTag){}
};

二、线索二叉树类~

 template<typename T = int>class ThreadTree {public:using ThreadNodePtr = shared_ptr<ThreadNode<T>>;private:ThreadNodePtr _root;/*根节点*/ThreadNodePtr  _hot;//刚被访问过的节点ThreadNodePtr _head;//线索二叉树头节点哨兵public:ThreadTree() :_root(nullptr), _hot(nullptr), _head(nullptr) {}ThreadTree(T* PrevOrder, T* InOrder, const int& num) :_hot(nullptr), _head(nullptr) {//以前序和中序序列创建二叉树_root = buildTree(PrevOrder, InOrder, num);}void InThread();//从根节点开始，线索化二叉树void InOrderTrav_Thread()const;//以线索二叉树的方式进行遍历private:ThreadNodePtr buildTree(T* PrevOrder, T* InOrder, const int& num);//以前序和中序序列创建二叉树void InThreading(ThreadNodePtr); /*对根节点进行中序线索化*/};

三、完整头文件~

#pragma once
using std::cout;
using std::endl;
using std::shared_ptr;
using std::make_shared;namespace my_thread_tree {namespace {enum  class PointerTag{Linked, Thread};}template<typename T = int>struct ThreadNode {public:using ThreadNodePtr = shared_ptr<ThreadNode<T>>;public:T _data;ThreadNodePtr _lchild;ThreadNodePtr _rchild;PointerTag _lTag;/*左右标签*/PointerTag _rTag;ThreadNode(const T& data) :_data(data),_lchild(nullptr),_rchild(nullptr),_lTag(PointerTag::Linked),_rTag(PointerTag::Linked) {}ThreadNode(const ThreadNode& other):_data(other._data),_lchild(other._lchild),_rchild(other._rchild),_lTag(other._lTag),_rTag(other._rTag){}};template<typename T = int>class ThreadTree {public:using ThreadNodePtr = shared_ptr<ThreadNode<T>>;private:ThreadNodePtr _root;/*根节点*/ThreadNodePtr  _hot;//刚被访问过的节点ThreadNodePtr _head;//线索二叉树头节点哨兵public:ThreadTree() :_root(nullptr), _hot(nullptr), _head(nullptr) {}ThreadTree(T* PrevOrder, T* InOrder, const int& num) :_hot(nullptr), _head(nullptr) {//以前序和中序序列创建二叉树_root = buildTree(PrevOrder, InOrder, num);}void InThread();//从根节点开始，线索化二叉树void InOrderTrav_Thread()const;//以线索二叉树的方式进行遍历private:ThreadNodePtr buildTree(T* PrevOrder, T* InOrder, const int& num);//以前序和中序序列创建二叉树void InThreading(ThreadNodePtr);   /*对根节点进行中序线索化*/};template<typename T>void ThreadTree<T>::InOrderTrav_Thread()const{ThreadNodePtr p = _root;//指向根节点while (p != _head) {//当没有遍历到头节点哨兵时while (p->_lTag == PointerTag::Linked)//一直往左，直到左孩子记录的为前驱而不是左孩子时p = p->_lchild;cout << "数据为:\t" << p->_data << "\t引用计数为:\t" << p.use_count() << endl;while (p->_rTag == PointerTag::Thread && p->_rchild != _head) {//遍历到直到p的右孩子为右孩子而不是后继时p = p->_rchild;cout << "数据为:\t" << p->_data << "\t引用计数为:\t" << p.use_count() << endl;}p = p->_rchild;//p进入右子树根}cout << endl;}template<typename T>shared_ptr<ThreadNode<T>>  ThreadTree<T>::buildTree(T* PrevOrder, T* InOrder, const int& num){if (PrevOrder == nullptr || InOrder == nullptr || num <= 0){return nullptr;}ThreadNodePtr root =make_shared<ThreadNode<T>>(PrevOrder[0]);// 前序遍历的第一个数据就是根节点数据    //中序遍历，根节点左为左子树，右为右子树    int rootposition = -1;for (int i = 0; i < num; i++){if (InOrder[i] == root->_data){rootposition = i;}}if (rootposition == -1)return nullptr;//重建左子树(根节点)递归    int LeftNum = rootposition;T* PrevOrderLeft = PrevOrder + 1; //前序第二个即为根节点的左子树    T* InOrderLeft = InOrder; //中序第一个 即为其左子树。    root->_lchild = buildTree(PrevOrderLeft, InOrderLeft, LeftNum);//重建右子树(根节点)递归    int RightNum = num - LeftNum - 1;//右半边子树T* PrevOrderRight = PrevOrder + 1 + LeftNum;T* InOrderRight = InOrder + LeftNum + 1;root->_rchild = buildTree(PrevOrderRight, InOrderRight, RightNum);return root;}template<typename T>void ThreadTree<T>::InThreading(ThreadNodePtr p){if (p != nullptr) {InThreading(p->_lchild);if (p->_lchild == nullptr) {p->_lTag = PointerTag::Thread;p->_lchild = _hot;//p的左孩子设为前驱}if (_hot != nullptr && _hot->_rchild == nullptr) {//前驱的右孩子为空时_hot->_rTag = PointerTag::Thread;_hot->_rchild = p;//将前驱的右孩子设为p}_hot = p;InThreading(p->_rchild);}}template<typename T>void ThreadTree<T>::InThread() {//从根节点开始，线索化二叉树if (_root == nullptr)return;//头哨兵节点初始化_head = make_shared<ThreadNode<T>>(0);//反正不会访问这个，所以初值不妨就设成0_head->_rTag = PointerTag::Thread;_head->_lchild = _root;_head->_rchild = _head;_hot = _head;//将_hot设定为_headInThreading(_root);//线索化二叉树//遍历之后，_hot必然为中序遍历最右边那个节点_hot->_rTag = PointerTag::Thread;_hot->_rchild = _head;//就将头哨兵作为_hot的右孩子_head->_rchild = _hot;//并且将_hot作为头哨兵的右孩子}}//namespace my_thread_tree

四、测试cpp~

#include <iostream>
#include "ThreadTree.h"
using namespace std;
using namespace my_thread_tree;int main() {//int a[] = { 3,1,0,2,5,4,6 };//int b[] = { 0,1,2,3,4,5,6 };char a[] = { 'A','B','D','H','I','E','J','C','F','G'};char b[] = { 'H','D','I','B','J','E','A','F','C','G' };ThreadTree<char> TT(a, b, 10);//传参时传入两个数组，分别为树的前序和中序遍历序列TT.InThread();TT.InOrderTrav_Thread();return 0;
}

引用计数这个可以忽略，主要是玩下看有多少个指针指向这个对象

数据为: H       引用计数为:     2
数据为: D       引用计数为:     4
数据为: I       引用计数为:     2
数据为: B       引用计数为:     4
数据为: J       引用计数为:     2
数据为: E       引用计数为:     3
数据为: A       引用计数为:     5
数据为: F       引用计数为:     2
数据为: C       引用计数为:     4
数据为: G       引用计数为:     4

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