C++ 命令行窗口打印二叉树（图形）

写这个程序的目的是学习数据结构的时候方便调试，学习起来也比较直观。

这个是我测试SplayTree时候的gif

STEP 1

新建一个头文件,命名为DrawATree.hh, 将以下内容复制进去

#ifndef DRAWTREE_HH
#define DRAWTREE_HH

#include <ostream>
#include <sstream>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <algorithm>

namespace
{
#define lChild l_child_  //使用前将 l_child_ 更换为 自己树节点的左孩子的名字
#define rChild r_child_  //使用前将 r_child_ 更换为 自己树节点的右孩子的名字
#define data   data_     //使用前将 data_ 更换为 自己树节点的数据的变量名
#define MAXN (1000)      //这棵树的节点上限
#define PERID (2)        //打印两个节点的横坐标间隔
unsigned int SUM;  //统计当前遍历到第几个节点

#ifdef _WIN32
void clear() {system("cls"); }
#elif __linux__
void clear() { system("clear"); }
#endif

// 将光标移动到 (X,Y)
std::string AXIS(int X, int Y) {
    std::stringstream ss;
    ss<< "\033["<< Y << ";" <<X<<"H";
    return ss.str();
}

struct DrawNode{
    int x,y,dataSize;
}axisArray[MAXN];


//计算节点数据输出的长度
template <typename TreePtr>
int dataSize(TreePtr const& root) {
    std::stringstream ss;
    ss << (root->data);
    return (ss.str()).length();
}

//中序遍历, 从左往右画节点(不连线)
//横坐标通过全局变量SUM和上一个节点数据的输出长度算出
//纵坐标通过递归深度判断
//PERID 是两个节点间隔长度
template <typename TreePtr>
void buildDrawTree (TreePtr const& root, int deep) {
    if(!root) return;  //判断空节点,如果你的节点判空和我不一样,这里也要改, 比如我之前的判断空节点是(root->height_== -1).

    if(root->lChild)  buildDrawTree(root->lChild, deep+1);

    axisArray[SUM] = (struct DrawNode){axisArray[SUM-1].x+axisArray[SUM-1].dataSize+PERID, deep, dataSize(root)};
    std::cout << AXIS(axisArray[SUM].x, axisArray[SUM].y) << root->data;
    ++SUM;

    if(root->rChild)  buildDrawTree(root->rChild, deep+1);

}

template <typename TreePtr>
void Draw (TreePtr const& t) {  //画树函数
    clear();  //清屏
    SUM = 1;
    int maxy = 0;

    buildDrawTree<TreePtr> (t, 2);   //每个结点画出来

    //画节点间连线,因为画的节点不会太多,所以就写了n^2的算法,比较好实现
    //每个节点只有一个父节点,所以画出每个节点和自己父节点的连线即可
    for(int i=1; i<SUM; i++) {
        //x,y是子节点的坐标,p是父节点的axisArray数组的下标, px,py是父节点的坐标;
        int x = axisArray[i].x, y = axisArray[i].y, p=0, px=0, py=y-1;

        if(y==1) continue; // 根结点没有父节点,跳过

        for(int j=1; j<SUM; j++) {  //循环找父节点
            if(i==j) continue;
            if((!p || abs(axisArray[j].x-x) < abs(px-x)) && axisArray[j].y+1 == y)
                p = j, px = axisArray[j].x;
        }

        int s = (2*x+axisArray[i].dataSize)>>1;
        std::cout << AXIS(s,py) << '+';
        if(s<px) 
            for(int i=s+1; i<px; i++) std::cout << AXIS(i,py) << '-';
        else
            for(int i=px+axisArray[p].dataSize;i<s; i++) std::cout << AXIS(i,py) << '-';
        maxy = std::max(maxy, y);
    }
    std::cout << AXIS(1,maxy+1);  //打印完把光标移到最下边.
    // getchar();
}
} // namespace
#endif

STEP 2

修改头文件DrawATree.hh 第12,13,14,51行代码,如果需要的话. 代码中有注释说明怎么修改.

STEP 3

测试你的源代码.

?要保证你的节点数据可以用cout<<输出

#include "DrawATree.hh"
#include "YourTree.hh"

int main() {
    YourTreeType t;
    Draw(t.root()); // 这里要传入你的根结点的指针!
}

实例:

树的头文件: Tree.hh

typedef struct TreeNode Node;
typedef Node* PtrNode;

struct TreeNode{
    char c_;
    PtrNode l_child_, r_child_;
    TreeNode(char c) : c_(c), l_child_(0), r_child_(0) {}
    void Insert(PtrNode p, bool left);
};

void Node::Insert(PtrNode p, bool left) {
    if(left) l_child_ = p;
    else r_child_ = p;
}

源代码:

#include "Tree.hh"
#include "DrawATree.hh"
#define left (1)
#define right (0)

int main() {
    PtrNode root = new TreeNode('a');
    root->Insert(new TreeNode('b'), left);
    root->Insert(new TreeNode('c'), right);
    Draw(root);
    getchar();
}

效果: