數據結構 - 線索化二叉樹(線索化與遍歷)

!!(這裏我debug很久才理解過來)** 這裏8的前驅爲null，所以8的leftType=1，但是6是沒有後繼的或者說後繼爲null但是rightType爲0(因爲後繼是在下一個節點來進行連接的，6沒有下一個節點，所以不能實現後繼的線索化，所以rightType=0)**

   public void threadedNodes(HeroNode node){
        //如果node == null，就不能線索化
        if (node == null){
            return;
        }

        //（1）先線索化左子樹
        threadedNodes(node.getLeft());
        //（2）線索化當前節點
        //先處理當前節點的前驅節點
        //以8節點來理解
        //8節點的left = null，8節點的leftType = 1
        if (node.getLeft() == null){
            //讓當前節點的左指針指向前驅節點
            node.setLeft(pre);
            //修改當前節點的做指針的類型
            node.setLeftType(1);
        }
        //處理後繼節點,處理8的後繼節點，讓pre的right指向node
        if (pre != null && pre.getRight() == null){
            //讓前驅節點的右指針指向當前節點
            pre.setRight(node);
            //修改前驅節點的右指針類型
            pre.setLeftType(1);
        }
        //！！！！每處理一個節點，讓當前節點是下一個節點的前驅結點
        pre = node;
        //（3）線索化右子樹
        threadedNodes(node.getRight());

    }

   //遍歷線索化二叉樹的方法
    public void threadedList(){
        //定義一個遍歷存儲當前遍歷的節點，從root開始
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //循環找到lefeYype == 1的節點，第一個找到的就是8
            //後面隨着遍歷而變化，因爲放leftType==1時說明該節點是按照線索化處理後的有效節點
            while (node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
            }

            //打印當前節點
            System.out.println(node);
            //如果當前節點的右指針指向的是後繼節點，就一直輸出
            while (node.getRightType() == 1){
                //獲取到當前節點的後繼節點
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替換這個遍歷的節點
            node = node.getRight();
        }
    }

完整代碼 （後序遍歷線索二叉樹沒寫出來，網上找了一些資料看完感覺還是有一點難度，暫時先不深入了）

package tree.threadedbinarytree;

public class ThreadedBrinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //測試中序線索二叉樹的功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dmi");

        //二叉樹，我們再遞歸創建，目前簡單手動創建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);
        node3.setLeft(node6);

        //測試線索化
        ThreadedBrinaryTree tBrinaryTree = new ThreadedBrinaryTree();
        tBrinaryTree.setRoot(root);
        tBrinaryTree.threadedNodes();

        //測試以10號節點做測試
//        HeroNode left = node3.getLeft();
//        System.out.println("10號節點的前驅節點是："+ left);
//        HeroNode right = node3.getRight();
//        System.out.println("10號節點的後繼節點是："+ right);

//        System.out.println("使用線索化的方法中序遍歷線索化 二叉樹");
//        tBrinaryTree.threadedInfixOrder();

//        System.out.println("使用線索化的方法前序遍歷線索化 二叉樹");
//        tBrinaryTree.threadedPreOrder();
        
    }
}

//定義ThreadedBinaryTree
class ThreadedBrinaryTree{
    private HeroNode root;

    //爲了實現線索化，需要創建一個指向當前節點的前驅節點的引用
    //在遞歸線索化時，pre總是保留前一個節點
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root){
        this.root = root;
    }

    //重載threadedNodes
    public void threadedNodes(){
        this.threadedNodes(root);
    }

    //遍歷線索化二叉樹的前序遍歷方法
    public void threadedPreOrder(){
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //打印當前節點
            System.out.println(node);
            //向左循環有前驅
            while(node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
                System.out.println(node);
            }

            while (node.getRightType() == 1){
                node = node.getRight();

            }
            node = node.getRight();
        }
    }

    //遍歷線索化二叉樹的中序遍歷方法
    public void threadedInfixOrder(){
        //定義一個遍歷存儲當前遍歷的節點，從root開始
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //循環找到lefeYype == 1的節點，第一個找到的就是8
            //後面隨着遍歷而變化，因爲放leftType==1時說明該節點是按照線索化處理後的有效節點
            while (node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
            }

            //打印當前節點
            System.out.println(node);
            //如果當前節點的右指針指向的是後繼節點，就一直輸出
            while (node.getRightType() == 1){
                //獲取到當前節點的後繼節點
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替換這個遍歷的節點
            node = node.getRight();
        }
    }
    

    //編寫對二叉樹進行中序線索化的方法
    public void threadedNodes(HeroNode node){
        //如果node == null，就不能線索化
        if (node == null){
            return;
        }

        //（1）先線索化左子樹
        threadedNodes(node.getLeft());
        //（2）線索化當前節點
        //先處理當前節點的前驅節點
        //以8節點來理解
        //8節點的left = null，8節點的leftType = 1
        if (node.getLeft() == null){
            //讓當前節點的左指針指向前驅節點
            node.setLeft(pre);
            //修改當前節點的做指針的類型
            node.setLeftType(1);
        }
        //處理後繼節點,處理8的後繼節點，讓pre的right指向node
        if (pre != null && pre.getRight() == null){
            //讓前驅節點的右指針指向當前節點
            pre.setRight(node);
            //修改前驅節點的右指針類型
            pre.setRightType(1);
        }
        //！！！！每處理一個節點，讓當前節點是下一個節點的前驅結點
        pre = node;
        //（3）線索化右子樹
        threadedNodes(node.getRight());

    }

    //前序遍歷
    public void preOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.preOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉樹爲空無法遍歷");
        }
    }

    //中序遍歷
    public void infixOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.infixOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉樹爲空無法遍歷");
        }
    }
    //後序遍歷
    public void postOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.postOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉樹爲空無法遍歷");
        }
    }

    //前序查找
    public HeroNode preOrederSearch(int no){
        if (root != null){
            return root.preOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }
    //中序查找
    public HeroNode infixOrderSeach(int no){
        if (root != null){
            return root.infixOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }
    //後序查找
    public HeroNode postOrderSeach(int no){
        if (root != null){
            return root.postOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }

    //刪除節點
    public void delNode(int no){
        if (root != null){//判斷root是不是要刪除的節點
            if (root.getNo() == no){
                root = null;
            }else {
                root.delNode(no);
            }
        }
    }

}
//創建節點
class HeroNode{
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;//默認null
    private HeroNode right;//默認null;

    //說明
    //1.如果leftType == 0 表示指向的是左子樹，如果是1表示指向前驅節點
    //1.如果rightType == 0 表示指向的是右子樹，如果是1表示指向後繼節點
    private int leftType;
    private int rightType;

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
    //編寫前序遍歷方法
    public void preOrder(){
        System.out.println(this);//先輸出父節點
        //遞歸向左子樹前序遍歷
        if (this.left != null){
            this.left.preOrder();
        }
        //遞歸向右子樹前序遍歷
        if (this.right != null){
            this.right.preOrder();
        }
    }
    //編寫中序遍歷方法
    public void infixOrder(){

        //遞歸向左子樹前序遍歷
        if (this.left != null){
            this.left.infixOrder();
        }

        System.out.println(this);//輸出父節點

        //遞歸向右子樹前序遍歷
        if (this.right != null){
            this.right.infixOrder();
        }
    }
    //編寫後序遍歷方法
    public void postOrder(){
        if (this.left != null){
            this.left.postOrder();
        }

        if (this.right != null){
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this);
    }
    public static int i = 1, j = 1, k =1;
    //編寫前序查找方法
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        System.out.println("前序遍歷"+(i++)+"次");
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        HeroNode heroNode = null;
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        //不等於空說明在左邊找到了
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return heroNode;
    }

    //中序遍歷查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){

        HeroNode heroNode = null;
        //先判斷當前節點的左子節點是否爲空，不爲空繼續進行中序查找
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        System.out.println("中序遍歷"+(j++)+"次");
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }

        return heroNode;
    }

    //後序遍歷查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no){

        HeroNode heroNode = null;
        //判斷當前節點的左子節點是否爲空，不爲空，則遞歸後序遍歷查找
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        //判斷當前節點的右子節點是否爲空，不爲空，則遞歸後序遍歷查找
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        System.out.println("後序遍歷"+(k++)+"次");
        //左右子樹都沒有找到，比較當前節點是不是
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        return heroNode;
    }

    //遞歸刪除節點
    //規定：如果是葉子節點就刪除節點，如果非葉子節點就刪除子樹
    public void delNode(int no){
        if (this.left !=null && this.left.no == no){
            this.left = null;
            return;
        }
        if (this.right != null && this.right.no == no){
            this.right = null;
            return;
        }
        if (this.left != null){
            this.left.delNode(no);
        }
        if (this.right != null){
            this.right.delNode(no);
        }

    }
}