二叉樹的線索化

//本次練習的是      二叉樹線索化的    前·中·后序  《 線索化 》  的遞歸和非遞歸實現


#include<iostream>
using namespace std;

enum Type
{
    LINK,
    THREAD
};

template<class T>
struct BinaryTreeNode
{
    T _date;
    BinaryTreeNode<T>* _left;
    Type _leftType;
    BinaryTreeNode<T>* _right;
    Type _rightType;
    BinaryTreeNode<T>* _parent;

    BinaryTreeNode(const T& date)
        :_date(date)
        , _left(NULL)
        , _leftType(LINK)
        , _right(NULL)
        , _rightType(LINK)
        , _parent(NULL)
    {}
};

template<class T>
class BinaryTreeThread
{
public:
    BinaryTreeThread()
    {};

    BinaryTreeThread(const T* arr, size_t size)
    {
        size_t index = 0;
        _root = _Create(arr, index, size);
    }


    //     以下用的是   遞歸
    void InOrderThread()    //中序線索化
    {
        BinaryTreeNode<T>* prev = NULL;
        _InOrderThread(_root,prev);
    }

    void InOrder()   //中序遍歷
    {
        _InOrder(_root);
        cout << endl;
    }

    void PrevOrderThread()   //前序線索化
    {
        BinaryTreeNode<T>* prev = NULL;
        _PrevOrderThread(_root,prev);
    }

    void PrevOrder()    //前序遍歷
    {
        _PrevOrder(_root);
        cout << endl;
    }

    void LastOrderThread()   //后序線索化
    {
        BinaryTreeNode<T>* prev = NULL;
        _LastOrderThread(_root, prev);
    }

    void LastOrder()    //后序遍歷
    {
        _LastOrder(_root);
        cout << endl;
    }

    //以下用的不是遞歸

    void InOrder_Not()   //中序線索化
    {
        _InOrder_Not(_root);
        cout << endl;
    }

    void PrevOrder_Not()   //前序線索化
    {
        _PrevOrder_Not(_root);
        cout << endl;
    }

    void LastOrder_Not()   //后序線索化
    {
        _LastOrder_Not(_root);
    }


    //     以下用的是   遞歸
protected:
    BinaryTreeNode<T>* _Create(const T* arr, size_t& index, size_t size)
    {
        if (index >= size || arr[index] == '#')
        {
            return NULL;
        }

        BinaryTreeNode<T>* root = new BinaryTreeNode<T>(arr[index]);

        root->_left = _Create(arr, ++index, size);
        if (root->_left != NULL)
        {
            root->_left->_parent = root;
        }

        root->_right = _Create(arr, ++index, size);
        if (root->_right != NULL)
        {
            root->_right->_parent = root;
        }

        return root;
    }

    void _InOrderThread(BinaryTreeNode<T>* root,BinaryTreeNode<T>*& prev)  //注意  加  引用
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        _InOrderThread(root->_left,prev);              //遞歸左

        if (root != NULL && root->_left == NULL)  //左鏈接
        {
            root->_leftType = THREAD;
            root->_left = prev;
        }
        if (prev != NULL && prev->_right == NULL) //右鏈接
        {
            prev->_rightType = THREAD;
            prev->_right = root;
        }

        prev = root;

        _InOrderThread(root->_right,prev);             //遞歸右
    }

    void _InOrder(const BinaryTreeNode<T>* root)
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        if (root->_leftType == LINK)
        {
            _InOrder(root->_left);
        }

        cout << root->_date << "  ";

        if (root->_rightType == LINK)
        {
            _InOrder(root->_right);
        }
    }
    
    void _PrevOrderThread(BinaryTreeNode<T>* root, BinaryTreeNode<T>*& prev)
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        if (root != NULL && root->_left == NULL)
        {
            root->_leftType = THREAD;
            root->_left = prev;
        }
        if (prev != NULL && prev->_right == NULL)
        {
            prev->_rightType = THREAD;
            prev->_right = root;
        }
        prev = root;

        if (root->_leftType == LINK)         //這個節點已經線索化 所以要判斷為LINK  
        {
            _PrevOrderThread(root->_left, prev);
        }
        if (root->_rightType == LINK)         //這個節點已經線索化  
        {
            _PrevOrderThread(root->_right, prev);
        }
    }

    void _PrevOrder(BinaryTreeNode<T>* root)
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        cout << root->_date<<"  ";

        if (root->_leftType == LINK)
        {
            _PrevOrder(root->_left);
        }

        if (root->_rightType == LINK)
        {
            _PrevOrder(root->_right);
        }
    }

    void _LastOrderThread(BinaryTreeNode<T>* root, BinaryTreeNode<T>*& prev)
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        _LastOrderThread(root->_left,prev);
        _LastOrderThread(root->_right,prev);

        if (root != NULL && root->_left == NULL)
        {
            root->_leftType = THREAD;
            root->_left = prev;
        }
        if (prev != NULL && prev->_right == NULL)
        {
            prev->_rightType = THREAD;
            prev->_right = root;
        }
        prev = root;
    }

    void _LastOrder(BinaryTreeNode<T>* root)
    {
        if (root == NULL)
        {
            return;
        }

        if (root->_leftType == LINK)
        {
            _LastOrder(root->_left);
        }
        if (root->_rightType == LINK)
        {
            _LastOrder(root->_right);
        }

        cout << root->_date << "  ";
    }


    //  以下用的不是遞歸
protected:

    void _InOrder_Not(BinaryTreeNode<T>* root)
    {
        BinaryTreeNode<T>* cur = root;

        while (cur != NULL)
        {
            while (cur != NULL && cur->_leftType == LINK)
            {
                cur = cur->_left;
            }

            cout << cur->_date << "  ";

            while (cur != NULL && cur->_rightType == THREAD)
            {
                cur = cur->_right;
                cout << cur->_date << "  ";
            }

            cur = cur->_right;
        }
    }

    void _PrevOrder_Not(BinaryTreeNode<T>* root)
    {
        BinaryTreeNode<T>* cur = root;

        while (cur != NULL)
        {
            cout << cur->_date << "  ";

            while (cur != NULL && cur->_leftType == LINK)
            {
                cur = cur->_left;
                cout << cur->_date << "  ";
            }

            while (cur != NULL && cur->_rightType == THREAD)
            {
                cur = cur->_right;
                cout << cur->_date << "  ";
            }

            cur = cur->_right;
        }
    }

    void _LastOrder_Not(BinaryTreeNode<T>* root)   //關鍵問題：1.判斷一個節點已遍歷  2.找到下一個節點
    {
        if (_root == NULL)
        {
            return;
        }

        BinaryTreeNode<T>* cur = root->_left;
        BinaryTreeNode<T>* prev = NULL;

        while (cur != _root)
        {
            while (cur != NULL && cur->_leftType == LINK && cur->_left != prev)// 當左子節點已經遍歷完成就往右走
            {
                cur = cur->_left;       //跳到最左節點
            }

            if (cur != NULL && cur->_rightType == THREAD)
            {
                cout << cur->_date << "  ";
                prev = cur;
                cur = cur->_right;
            }

            if (cur == _root)   //如果跳到了_root  就表示已經遍歷完成
            {
                cout << cur->_date << "  ";
                break;
            }

            //此時 右樹已經遍歷完成
            if (cur != NULL && cur->_rightType == LINK && cur->_right == prev)//如果根節點的右子樹已經遍歷完成  則跳到根節點的父親節點
            {
                cout << cur->_date << "  ";
                prev = cur;
                cur = cur->_parent;
            }

            /*if (cur != NULL && cur->_leftType == LINK && cur->_left == prev)
            {
                cout << cur->_date << "  ";
                prev = cur;
                cur = cur->_right;
            }*/

            if (cur != NULL && cur->_rightType == LINK)
            {
                cur = cur->_right;
            }
        }
    }
protected:
    BinaryTreeNode<T>* _root;
};



void Test1()
{
    int arr[10] = { 1, 2, 3, '#','#', 4, '#', '#', 5, 6 };
    BinaryTreeThread<int> t1(arr, 10);
    t1.InOrderThread();
    t1.InOrder();
    t1.InOrder_Not();
    cout << endl;
    
    BinaryTreeThread<int> t2(arr, 10);
    t2.PrevOrderThread();
    t2.PrevOrder();
    t2.PrevOrder_Not();
    cout << endl;

    BinaryTreeThread<int> t3(arr, 10);
    t3.LastOrderThread();
    t3.LastOrder();
    t3.LastOrder_Not();
    

}


int main()
{
    Test1();
    return 0;
}