① 图遍历的算法
图的遍历方法目前有深度优先搜索法和广度(宽度)优先搜索法两种算法。 深度优先搜索法是树的先根遍历的推广,它的基本思想是:从图G的某个顶点v0出发,访问v0,然后选择一个与v0相邻且没被访问过的顶点vi访问,再从vi出发选择一个与vi相邻且未被访问的顶点vj进行访问,依次继续。如果当前被访问过的顶点的所有邻接顶点都已被访问,则退回到已被访问的顶点序列中最后一个拥有未被访问的相邻顶点的顶点w,从w出发按同样的方法向前遍历,直到图中所有顶点都被访问。其递归算法如下:
Boolean visited[MAX_VERTEX_NUM]; //访问标志数组
Status (*VisitFunc)(int v); //VisitFunc是访问函数,对图的每个顶点调用该函数
void DFSTraverse (Graph G, Status(*Visit)(int v)){
VisitFunc = Visit;
for(v=0; v<G.vexnum; ++v)
visited[v] = FALSE; //访问标志数组初始化
for(v=0; v<G.vexnum; ++v)
if(!visited[v])
DFS(G, v); //对尚未访问的顶点调用DFS
}
void DFS(Graph G, int v){ //从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G
visited[v]=TRUE; VisitFunc(v); //访问第v个顶点
for(w=FirstAdjVex(G,v); w>=0; w=NextAdjVex(G,v,w))
//FirstAdjVex返回v的第一个邻接顶点,若顶点在G中没有邻接顶点,则返回空(0)。
//若w是v的邻接顶点,NextAdjVex返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点。
//若w是v的最后一个邻接点,则返回空(0)。
if(!visited[w])
DFS(G, w); //对v的尚未访问的邻接顶点w调用DFS
} 图的广度优先搜索是树的按层次遍历的推广,它的基本思想是:首先访问初始点vi,并将其标记为已访问过,接着访问vi的所有未被访问过的邻接点vi1,vi2,…, vi t,并均标记已访问过,然后再按照vi1,vi2,…, vi t的次序,访问每一个顶点的所有未被访问过的邻接点,并均标记为已访问过,依次类推,直到图中所有和初始点vi有路径相通的顶点都被访问过为止。其非递归算法如下:
Boolean visited[MAX_VERTEX_NUM]; //访问标志数组
Status (*VisitFunc)(int v); //VisitFunc是访问函数,对图的每个顶点调用该函数
void BFSTraverse (Graph G, Status(*Visit)(int v)){
VisitFunc = Visit;
for(v=0; v<G.vexnum, ++v)
visited[v] = FALSE;
initQueue(Q); //置空辅助队列Q
for(v=0; v<G.vexnum; ++v)
if(!visited[v]){
visited[v]=TRUE; VisitFunc(v);
EnQueue(Q, v); //v入队列
while(!QueueEmpty(Q)){
DeQueue(Q, u); //队头元素出队并置为u
for(w=FirstAdjVex(G,u); w>=0; w=NextAdjVex(G,u,w))
if(!Visited[w]){ //w为u的尚未访问的邻接顶点
Visited[w]=TRUE; VisitFunc(w);
EnQueue(Q, w);
}
}
}
}
② 什么叫遍历算法(最好有例子)
遍历算法:所谓遍历(Traversal),是指沿着某条搜索路线,依次对树中每个结点均做一次且仅做一次访问。访问结点所做的操作依赖于具体的应用问题。遍历是二叉树上最重要的运算之一,是二叉树上进行其它运算之基础。当然遍历的概念也适合于多元素集合的情况,如数组。
遍历算法概念延伸:
图遍历:图遍历又称图的遍历,属于数据结构中的内容。指的是从图中的任一顶点出发,对图中的所有顶点访问一次且只访问一次。图的遍历操作和树的遍历操作功能相似。图的遍历是图的一种基本操作,图的许多其它操作都是建立在遍历操作的基础之上。
举例:
遍历二叉树搜索路线:
从二叉树的递归定义可知,一棵非空的二叉树由根结点及左、右子树这三个基本部分组成。因此,在任一给定结点上,可以按某种次序执行三个操作:⑴访问结点本身(N),⑵遍历该结点的左子树(L),⑶遍历该结点的右子树(R)。以上三种操作有六种执行次序:NLR、LNR、LRN、NRL、RNL、RLN。前三种次序与后三种次序对称。
遍历二叉树的执行踪迹三种递归遍历算法的搜索路线相同(如下图虚线所示)。具体线路为:从根结点出发,逆时针沿着二叉树外缘移动,对每个结点均途径三次,最后回到根结点。
③ 求二叉树的基本算法和各种遍历算法
#include<iostream.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef char TElemType;
typedef int Status;
typedef struct BiTNode{
TElemType data;
struct BiTNode *lchild,*rchild;
}BiTNode,*BiTree;
Status CreateBiTree(BiTree &T) //按先序次序输入二叉树中结点的值,构造二叉树链表
{
char ch;
ch=getchar();
if(ch==' ')
T=NULL;
else
{
if(!(T=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode))))
exit(OVERFLOW);
T->data=ch;
CreateBiTree(T->lchild);
CreateBiTree(T->rchild);
}
return OK;
}
Status PreOrder(BiTree T) //先序遍历的递归算法
{
if(T)
{
cout<<T->data;
PreOrder(T->lchild);
PreOrder(T->rchild);
}
return OK;
}
Status InOrder(BiTree T) //中序遍历的递归算法
{
if(T)
{
InOrder(T->lchild);
cout<<T->data;
InOrder(T->rchild);
}
return OK;
}
Status PostOrder(BiTree T) //后续遍历的递归函数
{
if(T)
{
PostOrder(T->lchild);
PostOrder(T->rchild);
cout<<T->data;
}
return OK;
}
Status BiTreeLevelOrder(BiTree T) //层序遍历的非递归函数
{
int front=0,rear=0;
BiTree p,Q[20];
if(T)
{
rear++;
Q[rear]=T;
}
while(front!=rear)
{
front++;
p=Q[front];
cout<<p->data;
if(p->lchild)
{
rear++;
Q[rear]=p->lchild;
}
if(p->rchild)
{
rear++;
Q[rear]=p->rchild;
}
}
return OK;
}
Status BiTreeNodeSum(BiTree T) //计算二叉树的结点数
{
if(T==NULL)
return 0;
else
return 1+BiTreeNodeSum(T->lchild)+BiTreeNodeSum(T->rchild);
}
Status BiTreeLeafSum(BiTree T) //计算二叉树的叶子结点数
{
if(T==NULL)
return 0;
else
if(T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL)
return 1;
else
return BiTreeLeafSum(T->lchild)+BiTreeLeafSum(T->rchild);
}
Status BiTreeDeep(BiTree T) //计算二叉树的深度
{
if(T==NULL)
return 0;
else
return (BiTreeDeep(T->lchild)>BiTreeDeep(T->rchild))?(BiTreeDeep(T->lchild)+1):(BiTreeDeep(T->rchild)+1);
}
void main() //主函数
{
BiTree T;
cout<<"input Bitree char:"<<endl;
CreateBiTree(T);
cout<<"先序遍历为:"<<endl;
PreOrder(T);
cout<<endl;
cout<<"中序遍历为:"<<endl;
InOrder(T);
cout<<endl;
cout<<"后序遍历为:"<<endl;
PostOrder(T);
cout<<endl;
cout<<"层序遍历为:"<<endl;
BiTreeLevelOrder(T);
cout<<endl;
BiTreeNodeSum(T);
cout<<"二叉树的结点数:"<<BiTreeNodeSum(T)<<endl;
BiTreeLeafSum(T);
cout<<"二叉树的叶子结点数为:"<<BiTreeLeafSum(T)<<endl;
BiTreeDeep(T);
cout<<"二叉树的深度为:"<<BiTreeDeep(T)<<endl;
}
④ 二叉树的层次遍历算法
二叉树的层次遍历算法有如下三种方法:
给定一棵二叉树,要求进行分层遍历,每层的节点值单独打印一行,下图给出事例结构:
之后大家就可以自己画图了,下面给出程序代码:
[cpp] view plain
void print_by_level_3(Tree T) {
vector<tree_node_t*> vec;
vec.push_back(T);
int cur = 0;
int end = 1;
while (cur < vec.size()) {
end = vec.size();
while (cur < end) {
cout << vec[cur]->data << " ";
if (vec[cur]->lchild)
vec.push_back(vec[cur]->lchild);
if (vec[cur]->rchild)
vec.push_back(vec[cur]->rchild);
cur++;
}
cout << endl;
}
}
最后给出完成代码的测试用例:124##57##8##3#6##
[cpp] view plain
#include<iostream>
#include<vector>
#include<deque>
using namespace std;
typedef struct tree_node_s {
char data;
struct tree_node_s *lchild;
struct tree_node_s *rchild;
}tree_node_t, *Tree;
void create_tree(Tree *T) {
char c = getchar();
if (c == '#') {
*T = NULL;
} else {
*T = (tree_node_t*)malloc(sizeof(tree_node_t));
(*T)->data = c;
create_tree(&(*T)->lchild);
create_tree(&(*T)->rchild);
}
}
void print_tree(Tree T) {
if (T) {
cout << T->data << " ";
print_tree(T->lchild);
print_tree(T->rchild);
}
}
int print_at_level(Tree T, int level) {
if (!T || level < 0)
return 0;
if (0 == level) {
cout << T->data << " ";
return 1;
}
return print_at_level(T->lchild, level - 1) + print_at_level(T->rchild, level - 1);
}
void print_by_level_1(Tree T) {
int i = 0;
for (i = 0; ; i++) {
if (!print_at_level(T, i))
break;
}
cout << endl;
}
void print_by_level_2(Tree T) {
deque<tree_node_t*> q_first, q_second;
q_first.push_back(T);
while(!q_first.empty()) {
while (!q_first.empty()) {
tree_node_t *temp = q_first.front();
q_first.pop_front();
cout << temp->data << " ";
if (temp->lchild)
q_second.push_back(temp->lchild);
if (temp->rchild)
q_second.push_back(temp->rchild);
}
cout << endl;
q_first.swap(q_second);
}
}
void print_by_level_3(Tree T) {
vector<tree_node_t*> vec;
vec.push_back(T);
int cur = 0;
int end = 1;
while (cur < vec.size()) {
end = vec.size();
while (cur < end) {
cout << vec[cur]->data << " ";
if (vec[cur]->lchild)
vec.push_back(vec[cur]->lchild);
if (vec[cur]->rchild)
vec.push_back(vec[cur]->rchild);
cur++;
}
cout << endl;
}
}
int main(int argc, char *argv[]) {
Tree T = NULL;
create_tree(&T);
print_tree(T);
cout << endl;
print_by_level_3(T);
cin.get();
cin.get();
return 0;
}
⑤ 遍历规律52143怎么算的
遍历规律52143算法如下:
5-2=3;5-1=4;5-4=1;5-3=2;1+4=5;2+3=5;4-3=1;1+3=4。
在计算机科学中,所谓遍历(Traversal),是指沿着某条搜索路线,依次对树中每个结点均做一次且仅做一次访问。访问结点所做的操作依赖于具体的应用问题。遍历序列是指沿着某条搜索路线访问序列中的元素,不同的遍历方式,其访问序列中元素的顺序是不一样的,并且和序列的有关性质有关,例如一个给定序列的子序列是从给定序列中去除一些元素,而不改变其他元素之间相对位置而得到的。在数据结构中,应用遍历序列最多的结构是树和图。
二叉树的遍历序列如下:
二叉树(BinaryTree)是一种树型结构,它的特点是每个节点至多只有两棵子树(即二叉树中不存在度大于2的节点),并且,二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒。[1]二叉树的五种基本形态:二叉树可以是空集;根可以有空的左子树或右子树;或者左、右子树皆为空;或左、右子树均为非空的二叉树。
序列是被排成一列的对象(或元素),每个元素不是在其他元素之前,就是在其他元素之后。元素之间的顺序非常重要。遍历序列是沿着某条搜索路线,依次对序列中每个元素均做一次且仅做一次访问。访问元素所做的操作依赖于具体的应用问题。遍历序列在数据结构的树和图搜索中经常用到。
⑥ 二叉树遍历的算法实现
从二叉树的递归定义可知,一棵非空的二叉树由根结点及左、右子树这三个基本部分组成。因此,在任一给定结点上,可以按某种次序执行三个操作:
⑴访问结点本身(N),
⑵遍历该结点的左子树(L),
⑶遍历该结点的右子树(R)。
以上三种操作有六种执行次序:
NLR、LNR、LRN、NRL、RNL、RLN。
注意:
前三种次序与后三种次序对称,故只讨论先左后右的前三种次序。 根据访问结点操作发生位置命名:
① NLR:前序遍历(PreorderTraversal亦称(先序遍历))
——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前。
② LNR:中序遍历(InorderTraversal)
——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。
③ LRN:后序遍历(PostorderTraversal)
——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后。
注意:
由于被访问的结点必是某子树的根,所以N(Node)、L(Left subtree)和R(Right subtree)又可解释为根、根的左子树和根的右子树。NLR、LNR和LRN分别又称为先根遍历、中根遍历和后根遍历。 1.先(根)序遍历的递归算法定义:
若二叉树非空,则依次执行如下操作:
⑴ 访问根结点;
⑵ 遍历左子树;
⑶ 遍历右子树。
2.中(根)序遍历的递归算法定义:
若二叉树非空,则依次执行如下操作:
⑴遍历左子树;
⑵访问根结点;
⑶遍历右子树。
3.后(根)序遍历得递归算法定义:
若二叉树非空,则依次执行如下操作:
⑴遍历左子树;
⑵遍历右子树;
⑶访问根结点。 用二叉链表做为存储结构,中序遍历算法可描述为:
void InOrder(BinTree T)
{ //算法里①~⑥是为了说明执行过程加入的标号
① if(T) { // 如果二叉树非空
② InOrder(T->lchild);
③ printf(%c,T->data); // 访问结点
④ InOrder(T->rchild);
⑤ }
⑥ } // InOrder 计算中序遍历拥有比较简单直观的投影法,如图
⑴在搜索路线中,若访问结点均是第一次经过结点时进行的,则是前序遍历;若访问结点均是在第二次(或第三次)经过结点时进行的,则是中序遍历(或后序遍历)。只要将搜索路线上所有在第一次、第二次和第三次经过的结点分别列表,即可分别得到该二叉树的前序序列、中序序列和后序序列。
⑵上述三种序列都是线性序列,有且仅有一个开始结点和一个终端结点,其余结点都有且仅有一个前驱结点和一个后继结点。为了区别于树形结构中前驱(即双亲)结点和后继(即孩子)结点的概念,对上述三种线性序列,要在某结点的前驱和后继之前冠以其遍历次序名称。
【例】上图所示的二叉树中结点C,其前序前驱结点是D,前序后继结点是E;中序前驱结点是E,中序后继结点是F;后序前驱结点是F,后序后继结点是A。但是就该树的逻辑结构而言,C的前驱结点是A,后继结点是E和F。
二叉链表基本思想
基于先序遍历的构造,即以二叉树的先序序列为输入构造。
注意:
先序序列中必须加入虚结点以示空指针的位置。
【例】
建立上图所示二叉树,其输入的先序序列是:ABD∮∮∮CE∮∮F∮∮。
构造算法
假设虚结点输入时以空格字符表示,相应的构造算法为:
void CreateBinTree (BinTree **T){ //构造二叉链表。T是指向根指针的指针,故修改*T就修改了实参(根指针)本身 char ch; if((ch=getchar())=='') *T=NULL; //读入空格,将相应指针置空 else{ //读人非空格 *T=(BinTNode *)malloc(sizeof(BinTNode)); //生成结点 (*T)->data=ch; CreateBinTree(&(*T)->lchild); //构造左子树 CreateBinTree(&(*T)->rchild); //构造右子树 }}
注意:
调用该算法时,应将待建立的二叉链表的根指针的地址作为实参。
示例
设root是一根指针(即它的类型是BinTree),则调用CreateBinTree(&root)后root就指向了已构造好的二叉链表的根结点。
二叉树建立过程见
下面是关于二叉树的遍历、查找、删除、更新数据的代码(递归算法): #include<iostream>#include<cstdio>#include<cmath>#include<iomanip>#include<cstdlib>#include<ctime>#include<algorithm>#include<cstring>#include<string>#include<vector>#include<list>#include<stack>#include<queue>#include<map>#include<set>usingnamespacestd;typedefintT;classbst{structNode{Tdata;Node*L;Node*R;Node(constT&d,Node*lp=NULL,Node*rp=NULL):data(d),L(lp),R(rp){}};Node*root;intnum;public:bst():root(NULL),num(0){}voidclear(Node*t){if(t==NULL)return;clear(t->L);clear(t->R);deletet;}~bst(){clear(root);}voidclear(){clear(root);num=0;root=NULL;}boolempty(){returnroot==NULL;}intsize(){returnnum;}TgetRoot(){if(empty())throwemptytree;returnroot->data;}voidtravel(Node*tree){if(tree==NULL)return;travel(tree->L);cout<<tree->data<<'';travel(tree->R);}voidtravel(){travel(root);cout<<endl;}intheight(Node*tree){if(tree==NULL)return0;intlh=height(tree->L);intrh=height(tree->R);return1+(lh>rh?lh:rh);}intheight(){returnheight(root);}voidinsert(Node*&tree,constT&d){if(tree==NULL)tree=newNode(d);elseif(ddata)insert(tree->L,d);elseinsert(tree->R,d);}voidinsert(constT&d){insert(root,d);num++;}Node*&find(Node*&tree,constT&d){if(tree==NULL)returntree;if(tree->data==d)returntree;if(ddata)returnfind(tree->L,d);elsereturnfind(tree->R,d);}boolfind(constT&d){returnfind(root,d)!=NULL;}boolerase(constT&d){Node*&pt=find(root,d);if(pt==NULL)returnfalse;combine(pt->L,pt->R);Node*p=pt;pt=pt->R;deletep;num--;returntrue;}voidcombine(Node*lc,Node*&rc){if(lc==NULL)return;if(rc==NULL)rc=lc;elsecombine(lc,rc->L);}boolupdate(constT&od,constT&nd){Node*p=find(root,od);if(p==NULL)returnfalse;erase(od);insert(nd);returntrue;}};intmain(){bstb;cout<<inputsomeintegers:;for(;;){intn;cin>>n;b.insert(n);if(cin.peek()=='
')break;}for(;;){cout<<inputdatapair:;intod,nd;cin>>od>>nd;if(od==-1&&nd==-1)break;b.update(od,nd);}}
⑦ 求解: 遍历一个完全赋权图的每个点的最短路径的算法急用,今天就要!!
使用邻接矩阵,走无回路路径,深度遍历
⑧ c++二叉树的几种遍历算法
遍历二叉树的所有结点且仅访问一次。按照根节点位置的不同分为前序遍历,中序遍历,后序遍历(除此之外还有层次遍历,但不常用,此处不做解释)。
1.前序遍历:根节点->左子树->右子树(根节点在前面)。
2.中序遍历:左子树->根节点->右子树(根节点在中间)。
3.后序遍历:左子树->右子树->根节点(根节点在后边)。
例如:求下面树的三种遍历:
前序遍历:abdefgc;
中序遍历:debgfac;
后序遍历:edgfbca。
⑨ 数据结构中出图的二种遍历,写出算法与思想,谢谢
BFS,广度优先搜索
先遍历离起点近的,再到远的,直至全图。先遍历所有与起点距离为1的点,再到所有距离为2的点……
具体实现,需要一个队列进行辅助存储。
举个例,S为起点,S到A,B,C3个点相邻。A又与A1,A2相邻,B与B1,B2相邻,C没有与其他点相邻。对于遍历A发生的事情,就是“发现”了A1,A2。但是,这是不能立即遍历A1,A2,这与BFS宗旨违背,必须先遍历B,C。而又由于B,C肯定是比A1,A2先“发现”,这就体现了一种“先进先出”的性质,因而需要队列对为扩展的结点进行暂存
BFS()
{
queue q;
q.push(s);//一开始的s点
while(q非空)
{
从q中取一元素
将该元素“发现”,而又未被进过q的结点入队
}
}
DFS,深度优先搜索
先选定一条路径,对路径上的点进行遍历。然后,从路径的尽头开始,逐步回退,在每个分支再遍历其他路径及其上面的点。
具体实现,常写作递归,故可理解为通过栈辅助存储。
还是上面的距离,DFS出来的其中一种序列是S,A,A1,A2,B,B1,B2,C。路径S,A,A1为第一选取的路径,然后回退,逐步选取其他分支,在A选取了A2作为第二路径,以此类推。由于这样对每个点所做的操作就是“发现”,“遍历”与“回退”,操作种类相同,故常写作递归。。。
DFS(int target)
{
for(target的每个发现点)
{
DFS(该发现点)
}
//结束函数实际上就是回退的过程
}