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函數(shù)遞歸在樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)遍歷中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù):855 發(fā)布時(shí)間:2012-11-5
我們?cè)谑褂脴湫谓Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)時(shí),常常需要遍歷整棵樹或某一支下的所有結(jié)點(diǎn),用于查找、打印等功能。因?yàn)闃湫谓Y(jié)構(gòu)不同于數(shù)組、鏈表等簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它像樹枝一樣每個(gè)根結(jié)點(diǎn)可以具有多個(gè)子結(jié)點(diǎn),無限延展,因此需要專門的算法去遍歷。樹形結(jié)構(gòu)的遍歷有很多種方法,下面我們以紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件(以下簡(jiǎn)稱為“RealInfo”)為例,簡(jiǎn)單講解函數(shù)遞歸在這種遍歷方法中的應(yīng)用。
在RealInfo中,“樹形控件”是表示樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的組件,“自由報(bào)表”是表示表格數(shù)據(jù)的組件,這兩種組件自身都提供了一些常用方法。我們現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)這樣的功能:將樹形控件中的分支數(shù)據(jù)打印在自由報(bào)表中??梢岳么翱谧远x函數(shù)的遞歸功能。
樹形控件中的數(shù)據(jù)顯示方式如下圖所示:
每個(gè)結(jié)點(diǎn)以結(jié)點(diǎn)編碼為*標(biāo)識(shí),每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以顯示一個(gè)字符串作為結(jié)點(diǎn)文本(詳見RealInfo聯(lián)機(jī)幫助)。
本例中,我們將樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)打印在自由報(bào)表上,其效果如下圖所示:
每個(gè)根結(jié)點(diǎn)打印完成后,遇到子結(jié)點(diǎn)時(shí)打印位置自動(dòng)向右、向下移動(dòng)一個(gè)單元格;遇到兄弟結(jié)點(diǎn)時(shí)打印位置向下移動(dòng)一個(gè)單元格。
現(xiàn)在我們開始分析算法。我們知道,樹的遍歷是指沿著某條搜索路線,依次對(duì)樹中每個(gè)結(jié)點(diǎn)均做一次且僅做一次訪問。這樣,我們把遍歷過程想象成為一次單程旅行,出發(fā)點(diǎn)是樹的根結(jié)點(diǎn),然后按先自左向右、然后自上而下的順序,先后經(jīng)過每個(gè)結(jié)點(diǎn),zui后走到zui下方的葉子結(jié)點(diǎn)處。
我們可以采用這樣的遍歷方式:
1) 當(dāng)所在結(jié)點(diǎn)具有子結(jié)點(diǎn)時(shí),那么按自左向右原則,接著訪問它的*個(gè)子結(jié)點(diǎn),直到所在結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn)為止。
2) 當(dāng)所在結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn),但具有兄弟結(jié)點(diǎn)時(shí),那么按自上向下原則依次訪問它的兄弟結(jié)點(diǎn)。
3) 當(dāng)所在結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn),而且沒有兄弟結(jié)點(diǎn)時(shí),那么按自上向下原則訪問它父結(jié)點(diǎn)的兄弟結(jié)點(diǎn)。
分析這個(gè)過程并觀察樹形結(jié)構(gòu),我們會(huì)發(fā)現(xiàn),每個(gè)父結(jié)點(diǎn)可以擁有n(n>=0)個(gè)子結(jié)點(diǎn),若將這n個(gè)子結(jié)點(diǎn)看作父結(jié)點(diǎn),則每個(gè)父結(jié)點(diǎn)仍然具有n個(gè)子結(jié)點(diǎn)。由此看來,每一支數(shù)據(jù)乃至整棵樹都可以看作是有限個(gè)父-子結(jié)構(gòu)的組合。在樹的遍歷過程中,總是不斷的重復(fù)“父→子”這一訪問方式,因此我們可以提取這一方式形成一個(gè)函數(shù),并利用函數(shù)遞歸來完成整個(gè)遍歷。
這個(gè)函數(shù)用于根據(jù)輸入的父結(jié)點(diǎn)編碼和起始打印位置將其所有子結(jié)點(diǎn)打印出來。算法如下:
函數(shù)首先判斷輸入結(jié)點(diǎn)是否具有子結(jié)點(diǎn),如果沒有則返回,如果有則取得子結(jié)點(diǎn)列表,然后循環(huán)打印每個(gè)子結(jié)點(diǎn)并遞歸調(diào)用自身函數(shù)打印其子結(jié)點(diǎn),當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)a的子結(jié)點(diǎn)打印完畢并返回后按相同規(guī)則依次打印的a結(jié)點(diǎn)的兄弟結(jié)點(diǎn),直到所有兄弟結(jié)點(diǎn)打印完畢為止。
工程制作過程如下:
1) 新建窗口,創(chuàng)建樹形控件,起名為“tree”;創(chuàng)建自由報(bào)表起名為“report”;創(chuàng)建一個(gè)按鈕。
2) 創(chuàng)建窗口函數(shù)(用于得到結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)編碼數(shù)組):
func_GetAllChildNodeKey(Tree& treeObj, String& strFatherNodeKey, String Array& strArrChildNodeKeys) As Int
代碼如下:
int nChildNodeCount = 0;
string strNodeKeyTemp = "";
int i = 0;
strArrChildNodeKeys.Clear();
nChildNodeCount = #treeObj.GetNodeCount(strFatherNodeKey);
for i=0 to nChildNodeCount
if strFatherNodeKey=="" then
strNodeKeyTemp = IntToStr(i,10);
else
strNodeKeyTemp = strFatherNodeKey + "." + IntToStr(i,10);
endif
strArrChildNodeKeys.Add(strNodeKeyTemp);
next
return nChildNodeCount;
3) 創(chuàng)建窗口函數(shù)(用于遞歸打印結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn),不打印自身結(jié)點(diǎn)):
func_PrintToReport(String strFatherNodeKey, Int nCol, Int nRow, Int& nRowOffSet) As Int
代碼如下:
string strArrChildNodeKeys[];
string strNodeText = "";
int nCount = 0;
int i = 0;
func_GetAllChildNodeKey(#tree,strFatherNodeKey,strArrChildNodeKeys);
nCount = strArrChildNodeKeys.GetCount();
if nCount>0 then
if #report.ColCount()<nCol then
#report.AddCol(1);
endif
for i=0 to nCount
if #report.RowCount()<nRow+nRowOffset then
#report.AddRow(1);
endif
strNodeText = #tree.GetNodeTxt(strArrChildNodeKeys[i]); //打印本結(jié)點(diǎn)
#report.SetTxt(nCol,nRow+nRowOffset,strNodeText);
nRowOffset = nRowOffset + 1;
nRowOffset = func_PrintToReport(strArrChildNodeKeys[i]
,nCol+1,nRow,nRowOffset); //遞歸
next
endif
return nRowOffset;
4) 創(chuàng)建窗口函數(shù)(用于打印初始結(jié)點(diǎn)自身,并啟動(dòng)遞歸函數(shù)):func_Print()
代碼如下:
int nRowOffSet = 0;
#report.DelTailCol(#report.ColCount());
#report.DelTailRow(#report.RowCount());
#report.AddCol(1);
#report.AddRow(1);
#report.SetTxt(1,1,#tree.GetNodeTxt(#tree.GetCurSelNodeKey()));
func_PrintToReport(#tree.GetCurSelNodeKey(),2,2,nRowOffSet);
5) 在按鈕中鼠標(biāo)點(diǎn)擊動(dòng)作中輸入:func_Print();
6) 運(yùn)行并查看效果。運(yùn)行時(shí),不選擇樹結(jié)點(diǎn),點(diǎn)擊按鈕后報(bào)表中打印出整棵樹,因?yàn)楦Y(jié)點(diǎn)文本為空,所以報(bào)表*列為空。選中任意一個(gè)樹結(jié)點(diǎn)后,報(bào)表中打印出本分支所有結(jié)點(diǎn),包含本結(jié)點(diǎn)。
效果圖如下:
本文以RealInfo為例,講述了一種通過函數(shù)遞歸調(diào)用來實(shí)現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)遍歷的方法,其中遞歸函數(shù)體實(shí)現(xiàn)了打印結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)功能。本方法適用于少量樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的遍歷,當(dāng)數(shù)據(jù)量過大時(shí)需要作進(jìn)一步優(yōu)化。