实现二叉树的序列化和反序列化

1.什么叫二叉树的序列化和反序列化

我们在内存中建立起了一颗二叉树，当电脑关机后，内存中的东西又消失了，我们还得自己手工去建立。
①把内存中的二叉树存储到文件或其他介质中的过程我们叫序列化
②反序列化就是例如根据文件中的字符串的内容，把这个二叉树又重新构造起来。

2.二叉树的结构

struct NODE
{
    
    
	struct NODE *Left;
	struct NODE *Right;
	int Value;
	
	NODE(int v):Left(NULL), Right(NULL), Value(v){
    
    }	
};

在这里插入图片描述
我们要将这么一颗二叉树序列化和反序列化(用先序别的序列同理)

3.序列化

我们将一颗二叉树转化成字符串的形式

首先我们介绍二叉树先序序列化的方式，假设序列化的结果字符串为str，
初始时str等于空字符串。先序遍历二叉树，如果遇到空节点，就在str的末尾加上
“#_”，“#”表示这个节点为空，节点值不存在，当然你也可以用其他的特殊字符，
“_”表示一个值的结束。如果遇到不为空的节点，假设节点值为3，
就在str的末尾加上“3_”

那么上面那个二叉树就可表示为

"1_2_4_#_#_5_#_#_3_6_#_#_7_#_#_"

string MyItoA(int nNum)//将value转化为string
{
    
    
	string res;
	while(nNum)
	{
    
    
		res += (nNum%10)+'0';
		nNum /= 10;
	}
	
	reverse(res.begin(), res.end());
	
	return res;
}

void seralize(string &Str, NODE *Head)//给一个头结点 获取一个字符串
{
    
    
	if(NULL == Head)//空节点
	{
    
    
		Str += "#_";
		return;
	}
	
	Str += MyItoA(Head->Value);//"value_"的形式
	Str += "_";
	
	seralize(Str, Head->Left);//递归左和右
	seralize(Str, Head->Right);
}

4.反序列化

所谓反序列化是根据一个字符串重新建立一棵二叉树，反序列化是序列化的逆过程，对于一个字符串，首先按照分隔符_将其分割为字符串数组，每个字符串元素代表一个结点，然后开始重建二叉树。由于每个结点再字符串中只保留了一个val值，因此需要根据结点的值val重新构建Node结点对象，并且为这个结点对象的left和right进行赋值

//对字符串进行分割 然后存放到一个队列当中
void split (const string &Str, queue<string> & Queue)
{
    
    
	int i, j;
	string Temp;
	for(i = 0; '\0' != Str[i]; i++)
	{
    
    
		if('_' == Str[i])
		{
    
    
			Queue.push(Temp);
			Temp = "";
			continue;
		}
		
		Temp+=Str[i];
	}
	
}

//根据分割得到的队列 来重建树
NODE * ReconPreOrder(queue<string> & Queue)
{
    
    
	string Temp = Queue.front();
	Queue.pop();
	if('#' == Temp[0])//空节点
	{
    
    
		return NULL;
	}
	
	int Value = 0;
	for(int i = 0; '\0' != Temp[i]; i++)//获取value
	{
    
    
		Value = Value*10+ Temp[i]-'0';
	}
	
	NODE  *New = new NODE(Value);//创建根
	
	New->Left = ReconPreOrder(Queue);//创建左右子树
	New->Right = ReconPreOrder(Queue);
	
	return New;
}

5.运行

//先序遍历
void PreOrder(NODE *Head)
{
    
    
	if(NULL == Head)
		return;
		
	cout<<Head->Value<<" ";
	PreOrder(Head->Left);
	PreOrder(Head->Right);
}

int main(int argc, char** argv) 
{
    
    
	string Str = "1_2_4_#_#_5_#_#_3_6_#_#_7_#_#_";	
	queue<string> Queue;
 
	split (Str, Queue);//划分
	NODE *Head = ReconPreOrder(Queue);//重建树
	PreOrder(Head);//先序遍历
	cout<<endl;
	
	string empty = "";
	seralize(empty, Head);//根据重建后的树 序列化
	cout<<empty<<endl;
	
	if(Str == empty)//比较两个字符串
	{
    
    
		cout<<"Equal"<<endl;
	}
	
	
	
	return 0;
}

在这里插入图片描述