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)
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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