C#使用栈方法遍历二叉树

news2024/9/25 17:20:18

步骤一：定义一个二叉树的节点类

定义一个二叉树的节点类，其中包含节点的值、左子节点和右子节点。

 // 二叉树节点定义
 public class TreeNode
 {
     public int Value { get; set; }  // 节点的值
     public TreeNode Left { get; set; }  // 左子节点
     public TreeNode Right { get; set; }  // 右子节点

     public TreeNode(int value)
     {
         Value = value;
     }
 }

步骤二：定义一个二叉树类

我们定义一个二叉树类，其中包含了三种遍历方式的方法。

 public class BinaryTree
 {
     // 前序遍历
     public void PreorderTraversal(TreeNode root)
     {
          //相关代码
     }

     // 中序遍历
     public void InorderTraversal(TreeNode root)
     {
       //相关代码
     }

     // 后序遍历
     public void PostorderTraversal(TreeNode root)
     {
        //相关代码
     }
 }

步骤三三种遍历方法

前序遍历

前序遍历：从根节点开始，先输出节点值，再依次将右子节点和左子节点压入栈中。

 // 前序遍历
 public void PreorderTraversal(TreeNode root)
 {
     if (root == null)
         return;

     Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();  // 定义一个栈
     stack.Push(root);  // 将根节点压入栈中
     Console.Write("前序遍历");
     while (stack.Count > 0)  // 当栈不为空时
     {
         TreeNode node = stack.Pop();  // 弹出栈顶节点
         Console.Write(node.Value + " ");  // 输出节点值

         if (node.Right != null)  // 若有右子节点，则将其压入栈中
             stack.Push(node.Right);

         if (node.Left != null)  // 若有左子节点，则将其压入栈中
             stack.Push(node.Left);
     }
 }

中序遍历

中序遍历：从根节点开始，先将当前节点及其左子节点全部压入栈中，然后弹出栈顶节点并输出节点值，最后处理右子节点。

 // 中序遍历
 public void InorderTraversal(TreeNode root)
 {
     if (root == null)
         return;

     Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();  // 定义一个栈
     TreeNode current = root;
     Console.Write("中序遍历");
     while (current != null || stack.Count > 0)  // 当节点不为空或栈不为空时
     {
         while (current != null)  // 将当前节点及其左子节点全部压入栈中
         {
             stack.Push(current);
             current = current.Left;
         }

         current = stack.Pop();  // 弹出栈顶节点
         Console.Write(current.Value + " ");  // 输出节点值

         current = current.Right;  // 处理右子节点
     }
 }

后序遍历

后序遍历：从根节点开始，先将根节点和其左右子节点依次压入第一个栈中，然后将第一个栈中的节点依次弹出并压入第二个栈中，最后依次弹出第二个栈中的节点并输出节点值。

  // 后序遍历
  public void PostorderTraversal(TreeNode root)
  {
      if (root == null)
          return;

      Stack<TreeNode> stack1 = new Stack<TreeNode>();  // 定义两个栈
      Stack<TreeNode> stack2 = new Stack<TreeNode>();
      stack1.Push(root);  // 将根节点压入第一个栈中
      Console.Write("后序遍历");
      while (stack1.Count > 0)  // 当第一个栈不为空时
      {
          TreeNode node = stack1.Pop();  // 弹出栈顶节点
          stack2.Push(node);  // 将节点压入第二个栈中

          if (node.Left != null)  // 若有左子节点，则将其压入第一个栈中
              stack1.Push(node.Left);

          if (node.Right != null)  // 若有右子节点，则将其压入第一个栈中
              stack1.Push(node.Right);
      }

      while (stack2.Count > 0)  // 当第二个栈不为空时
      {
          TreeNode node = stack2.Pop();  // 弹出栈顶节点
          Console.Write(node.Value + " ");  // 输出节点值
      }
  }

前序遍历：从根节点开始，先输出节点值，再依次将右子节点和左子节点压入栈中。

步骤四使用

在主函数中构建一个二叉树，并调用上面定义的三种遍历方法进行遍历。

static void Main(string[] args)
{
    // 构建一个二叉树
    TreeNode root = new TreeNode(1);  // 根节点
    root.Left = new TreeNode(2);  // 左子节点
    root.Right = new TreeNode(3);  // 右子节点
    root.Left.Left = new TreeNode(4);  // 左子节点的左子节点
    root.Left.Right = new TreeNode(5);  // 左子节点的右子节点

    // 创建 BinaryTree 对象
    BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
    binaryTree.PreorderTraversal(root); //进行前序遍历   
    binaryTree.InorderTraversal(root);//进行中序遍历
    binaryTree.PostorderTraversal(root);//进行后序遍历
}