数据结构 - 线索化二叉树(线索化与遍历)

!!(这里我debug很久才理解过来)** 这里8的前驱为null，所以8的leftType=1，但是6是没有后继的或者说后继为null但是rightType为0(因为后继是在下一个节点来进行连接的，6没有下一个节点，所以不能实现后继的线索化，所以rightType=0)**

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

        //（1）先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());
        //（2）线索化当前节点
        //先处理当前节点的前驱节点
        //以8节点来理解
        //8节点的left = null，8节点的leftType = 1
        if (node.getLeft() == null){
            //让当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            //修改当前节点的做指针的类型
            node.setLeftType(1);
        }
        //处理后继节点,处理8的后继节点，让pre的right指向node
        if (pre != null && pre.getRight() == null){
            //让前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            //修改前驱节点的右指针类型
            pre.setLeftType(1);
        }
        //！！！！每处理一个节点，让当前节点是下一个节点的前驱结点
        pre = node;
        //（3）线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());

    }

   //遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList(){
        //定义一个遍历存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //循环找到lefeYype == 1的节点，第一个找到的就是8
            //后面随着遍历而变化，因为放leftType==1时说明该节点是按照线索化处理后的有效节点
            while (node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
            }

            //打印当前节点
            System.out.println(node);
            //如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出
            while (node.getRightType() == 1){
                //获取到当前节点的后继节点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }

完整代码 （后序遍历线索二叉树没写出来，网上找了一些资料看完感觉还是有一点难度，暂时先不深入了）

package tree.threadedbinarytree;

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

        //测试中序线索二叉树的功能
        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");

        //二叉树，我们再递归创建，目前简单手动创建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);
        node3.setLeft(node6);

        //测试线索化
        ThreadedBrinaryTree tBrinaryTree = new ThreadedBrinaryTree();
        tBrinaryTree.setRoot(root);
        tBrinaryTree.threadedNodes();

        //测试以10号节点做测试
//        HeroNode left = node3.getLeft();
//        System.out.println("10号节点的前驱节点是："+ left);
//        HeroNode right = node3.getRight();
//        System.out.println("10号节点的后继节点是："+ right);

//        System.out.println("使用线索化的方法中序遍历线索化 二叉树");
//        tBrinaryTree.threadedInfixOrder();

//        System.out.println("使用线索化的方法前序遍历线索化 二叉树");
//        tBrinaryTree.threadedPreOrder();
        
    }
}

//定义ThreadedBinaryTree
class ThreadedBrinaryTree{
    private HeroNode root;

    //为了实现线索化，需要创建一个指向当前节点的前驱节点的引用
    //在递归线索化时，pre总是保留前一个节点
    private HeroNode pre = null;

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

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

    //遍历线索化二叉树的前序遍历方法
    public void threadedPreOrder(){
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //打印当前节点
            System.out.println(node);
            //向左循环有前驱
            while(node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
                System.out.println(node);
            }

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

            }
            node = node.getRight();
        }
    }

    //遍历线索化二叉树的中序遍历方法
    public void threadedInfixOrder(){
        //定义一个遍历存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null){
            //循环找到lefeYype == 1的节点，第一个找到的就是8
            //后面随着遍历而变化，因为放leftType==1时说明该节点是按照线索化处理后的有效节点
            while (node.getLeftType() == 0){
                node = node.getLeft();
            }

            //打印当前节点
            System.out.println(node);
            //如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出
            while (node.getRightType() == 1){
                //获取到当前节点的后继节点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }
    

    //编写对二叉树进行中序线索化的方法
    public void threadedNodes(HeroNode node){
        //如果node == null，就不能线索化
        if (node == null){
            return;
        }

        //（1）先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());
        //（2）线索化当前节点
        //先处理当前节点的前驱节点
        //以8节点来理解
        //8节点的left = null，8节点的leftType = 1
        if (node.getLeft() == null){
            //让当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            //修改当前节点的做指针的类型
            node.setLeftType(1);
        }
        //处理后继节点,处理8的后继节点，让pre的right指向node
        if (pre != null && pre.getRight() == null){
            //让前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            //修改前驱节点的右指针类型
            pre.setRightType(1);
        }
        //！！！！每处理一个节点，让当前节点是下一个节点的前驱结点
        pre = node;
        //（3）线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());

    }

    //前序遍历
    public void preOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.preOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空无法遍历");
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.infixOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空无法遍历");
        }
    }
    //后序遍历
    public void postOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.postOrder();
        }else {
            System.out.println("二叉树为空无法遍历");
        }
    }

    //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;
        }
    }
    //后序查找
    public HeroNode postOrderSeach(int no){
        if (root != null){
            return root.postOrderSearch(no);
        }else {
            return null;
        }
    }

    //删除节点
    public void delNode(int no){
        if (root != null){//判断root是不是要删除的节点
            if (root.getNo() == no){
                root = null;
            }else {
                root.delNode(no);
            }
        }
    }

}
//创建节点
class HeroNode{
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;//默认null
    private HeroNode right;//默认null;

    //说明
    //1.如果leftType == 0 表示指向的是左子树，如果是1表示指向前驱节点
    //1.如果rightType == 0 表示指向的是右子树，如果是1表示指向后继节点
    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 + '\'' +
                '}';
    }
    //编写前序遍历方法
    public void preOrder(){
        System.out.println(this);//先输出父节点
        //递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null){
            this.left.preOrder();
        }
        //递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null){
            this.right.preOrder();
        }
    }
    //编写中序遍历方法
    public void infixOrder(){

        //递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null){
            this.left.infixOrder();
        }

        System.out.println(this);//输出父节点

        //递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null){
            this.right.infixOrder();
        }
    }
    //编写后序遍历方法
    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;
    //编写前序查找方法
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        System.out.println("前序遍历"+(i++)+"次");
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        HeroNode heroNode = null;
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        //不等于空说明在左边找到了
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return heroNode;
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){

        HeroNode heroNode = null;
        //先判断当前节点的左子节点是否为空，不为空继续进行中序查找
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        System.out.println("中序遍历"+(j++)+"次");
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }

        return heroNode;
    }

    //后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no){

        HeroNode heroNode = null;
        //判断当前节点的左子节点是否为空，不为空，则递归后序遍历查找
        if (this.left != null){
            heroNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        //判断当前节点的右子节点是否为空，不为空，则递归后序遍历查找
        if (this.right != null){
            heroNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (heroNode != null){
            return heroNode;
        }
        System.out.println("后序遍历"+(k++)+"次");
        //左右子树都没有找到，比较当前节点是不是
        if (this.no == no){
            return this;
        }
        return heroNode;
    }

    //递归删除节点
    //规定：如果是叶子节点就删除节点，如果非叶子节点就删除子树
    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);
        }

    }
}