C++基于递归和非递归算法判定两个二叉树结构是否完全相同(结构和数据都相同)

 更新时间:2017年05月12日 08:49:50   作者:难免有错_  
这篇文章主要介绍了C++基于递归和非递归算法判定两个二叉树结构是否完全相同,若判断二叉树的结构和数据都相同则为完全相同.涉及C++二叉树的创建、遍历、比较等相关操作技巧,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了C++基于递归和非递归算法判定两个二叉树结构是否完全相同。分享给大家供大家参考,具体如下:

/*两个二叉树结构是否相同(结构和数据都相同) -- 递归和非递归方法
经调试可运行源码及分析如下:
***/
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <queue>
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
using std::queue;
/*二叉树结点定义*/
typedef struct BTreeNode
{
  char elem;
  struct BTreeNode *pleft;
  struct BTreeNode *pright;
}BTreeNode;
/*初始化二叉树节点*/
BTreeNode* btree_init(BTreeNode* &bt)
{
  bt = NULL;
  return bt;
}
/*先序创建二叉树*/
void pre_crt_tree(BTreeNode* &bt)
{
  char ch;
  cin >> ch;
  if (ch == '#')
  {
    bt = NULL;
  }
  else
  {
    bt = new BTreeNode;
    bt->elem = ch;
    pre_crt_tree(bt->pleft);
    pre_crt_tree(bt->pright);
  }
}
/*
递归方式:
如果两个二叉树proot都为空树,则自然相同,返回true;
如果两个二叉树proot一个为空树,另一个不为空树,则不相同,返回false;
如果两个二叉树的数据不相等,返回false;
如果两个二叉树都不为空树,则需要分别比较左右子树后,根据比较结果共同判定,只要有一个为false,则返回false。
*/
/*递归判断两个二叉树是否相等(结构和数据)*/
bool bitree_compare(BTreeNode* proot1, BTreeNode* proot2)
{
  if (proot1 == NULL && proot2 == NULL)//都为空
    return true;
  if((proot1 != NULL && proot2 == NULL) ||
    (proot1 == NULL && proot2 != NULL))//一个空,一个非空
    return false;
  /*比较元素*/
  if(proot1->elem != proot2->elem)
    return false;
  bool left_compare = bitree_compare(proot1->pleft, proot2->pleft);
  bool right_compare = bitree_compare(proot1->pright, proot2->pright);
  return (left_compare && right_compare);
}
/*
非递归方式
借助队列实现
实现算法:
首先将给定根节点proot1和proot2都入队
第一步:当两个队列未空时,分别获取两个树的当前层次中节点总数(即当前队列中节点个数),
    先比较节点个数是否相同,如果不相同,则两个树自然不同;
    如果节点个数相同,需要出队进行比较(数据也要比较)。如果有一个队列未空,则退出比较。
第二步:如果有一个队列未空,则清空队列并返回不同。
*/
/*非递归方式判断两个二叉树是否相等(仅仅结构)*/
bool bitree_compare_leveltraverse(BTreeNode* proot1, BTreeNode* proot2)
{
  if (proot1 == NULL && proot2 == NULL)//都为空
    return true;
  queue <BTreeNode*> que1;
  queue <BTreeNode*> que2;
  que1.push(proot1);
  que2.push(proot2);
  int cur_level_nodes_num1 = 0;
  int cur_level_nodes_num2 = 0;
  bool flag = true;
  while (!que1.empty() && !que2.empty())
  {
    cur_level_nodes_num1 = que1.size();
    cur_level_nodes_num2 = que2.size();
    //节点数目不一样时flag设为false,退出循环
    if (cur_level_nodes_num1 != cur_level_nodes_num2)
    {
      flag = false;
      break;
    }
    int cur_level_node_count1 = 0;
    int cur_level_node_count2 = 0;
    while (cur_level_node_count1 < cur_level_nodes_num1 &&
        cur_level_node_count2 < cur_level_nodes_num2)
    {
      ++cur_level_node_count1;
      ++cur_level_node_count2;
      proot1 = que1.front();
      que1.pop();
      proot2 = que2.front();
      que2.pop();
      /*元素数据比较*/
      if(proot1->elem != proot2->elem)
      {
        flag = false;
        break;
      }
      //判断左右孩子是否相同,不同肯定结构不相同,提前break
      if( proot1->pleft == NULL && proot2->pleft != NULL  ||
        proot1->pleft != NULL && proot2->pleft == NULL  ||
        proot1->pright == NULL && proot2->pright != NULL ||
        proot1->pright != NULL && proot2->pright == NULL)
      {
        flag = false;
        break;
      }
      /*下一层的节点入队*/
      if(proot1->pleft)
        que1.push(proot1->pleft);
      if(proot1->pright)
        que1.push(proot1->pright);
      if(proot2->pleft)
        que2.push(proot2->pleft);
      if(proot2->pright)
        que2.push(proot2->pright);
    }
    if(flag == false)
      break;
  }
  if(flag == false)
  {
    while(!que1.empty())
      que1.pop();
    while(!que2.empty())
      que2.pop();
    cout << "非递归:reslut is false." << endl;
    return false;
  }else
  {
    cout << "非递归:reslut is true." << endl;
    return true;
  }
  return true;
}
int main()
{
  BTreeNode *bt1;
  BTreeNode* bt2;
  bool flag;
  btree_init(bt1);//初始化根节点
  btree_init(bt2);//初始化根节点
  cout << "creat 1th tree:" << endl;
  pre_crt_tree(bt1);//创建二叉树
  cout << "creat 2th tree:" << endl;
  pre_crt_tree(bt2);//创建二叉树
  /*递归测试*/
  flag = bitree_compare(bt1, bt2);
  if(flag == true)
    cout<< "递归:result is true." << endl;
  else
    cout << "递归:result is false." << endl;
  /*非递归测试*/
  bitree_compare_leveltraverse(bt1, bt2);
  system("pause");
  return 0;
}

/*
测试结果如下:
creat 1th tree:
a b c # # # d e # # f # g # #
creat 2th tree:
a b c # # # d e # # f # g # #
递归:result is true.
非递归:reslut is true.
请按任意键继续. . .
------------------分界线-----------------------
creat 1th tree:
a b c # # # d # #
creat 2th tree:
a b c # # # x # #
递归:result is false.
非递归:reslut is false.
请按任意键继续. . .
本例创建的二叉树形状:
a b c # # # d e # # f # g # # 如下:
    a
  b    d
c     e  f
       g
a b c # # # d # # 如下:
    a
  b    d
c
a b c # # # x # # 如下:
    a
  b    x
c
*/

希望本文所述对大家C++程序设计有所帮助。

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