C++如何实现二叉树的垂序遍历(Vertical Order)

夏伟酱_3299

夏伟酱_3299

2026-06-16

863人浏览

原创

垂序遍历是按节点列坐标(x轴)分组,从左到右输出每列节点;同一列内先按行号自上而下排序,同行同列则按值升序排列;而层序遍历是按树的层级、从上到下从左到右依次访问节点,不依赖坐标,仅关注访问顺序。

c++如何实现二叉树的垂序遍历(vertical order)

什么是垂序遍历,和层序遍历有什么区别

垂序遍历不是按层、也不是按深度优先顺序,而是按节点在二维平面上的列坐标(x 轴)分组,从左到右输出每列内所有节点的值。同一列中,若多个节点行号(y 轴)不同,需按**自上而下**顺序排列;若行号相同(即同一层、同列),则按**节点值升序**排列(LeetCode 314 默认规则)。这和 BFS 或 DFS 的天然顺序都不一致,必须额外记录坐标信息。

用 map>> 存列→(行, 值) 是最稳妥的起点

直接用 map<int vector>></int> 会丢失行号,无法判断上下顺序;用 unordered_map 则列序不保,得额外排序。所以推荐:

map<int vector int>>> colMap; // key: 列号,value: {行号, 节点值}
</int>

插入时:根节点列号为 0,左子列号 -1,右子列号 +1;行号从 0 开始,每下一层 +1。BFS 和 DFS 都能实现,但 BFS 更自然——因为行号天然递增,插入时无需额外排序同一列内的元素。

  • colMap[col].emplace_back(row, node->val) 比 push_back({row, val}) 更高效
  • 列号用 int 即可,极端情况(单边链表)最大深度约 1000,列范围不会溢出
  • 不要用 multiset 或 priority_queue 替代 vector —— 同一列节点数少,排序开销小,且后续要统一按行号排序,vector + sort 更可控

遍历完后怎么正确排序每列内的节点

对每个 colMap[col],需按「先行号升序,行号相同时值升序」排序:

C++ Code Review Master
C++ Code Review Master

组合式C++代码评审方案,融合静态分析、AI推理、多轮迭代评审和C++专项检查,适用于PR审查、增量代码审查、全项目评审和代码质量评分,触发词包括review cpp、cpp代码评审、C++review、代码审查。

下载
for (auto& [col, nodes] : colMap) {
    sort(nodes.begin(), nodes.end(), [](const auto& a, const auto& b) {
        return a.first != b.first ? a.first <p>注意:<code>a.first != b.first</code> 是关键判断,避免直接写 <code>a.first  导致错误排序(比如 (2,5) 和 (1,10) 会被错排)。</code></p>
  • 如果题目不要求同列同行时排序值(如某些变体),去掉 a.second 即可
  • 别漏掉 & 引用捕获,否则 sort 对副本操作,无效
  • 返回结果时,每列提取 nodes[i].second 构成一个 vector<int></int>

BFS 实现比 DFS 更不容易错行号和列号

DFS 容易在递归调用中传错 row + 1 或 col - 1,尤其左右子树参数顺序颠倒;BFS 用队列显式维护 (node, row, col) 元组,逻辑清晰:

queue<tuple int>> q;
q.push({root, 0, 0});
while (!q.empty()) {
    auto [node, row, col] = q.front(); q.pop();
    colMap[col].emplace_back(row, node->val);
    if (node->left)  q.push({node->left,  row + 1, col - 1});
    if (node->right) q.push({node->right, row + 1, col + 1});
}
</tuple>

这里容易踩的坑:

  • 用 tuple 时确保 C++17 或开启 -std=c++17,否则解构失败
  • 列号更新方向别反:左子树是 col - 1,右子树是 col + 1 —— 这个错一次就全偏了
  • 行号必须每次 +1,不能用树高或递归深度替代,因为垂序只关心相对垂直位置

坐标计算一旦出错,整个列分组就乱,调试时建议打印前几层 colMap 内容验证。

C++免费学习笔记(深入):立即使用
在学习笔记中,你将探索 C++ 的入门与实战技巧!

相关文章

PHP速学视频免费教程(入门到精通)
PHP速学视频免费教程(入门到精通)

PHP怎么学习?PHP怎么入门?PHP在哪学?PHP怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了PHP速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

c++ 排序算法

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
c++和c语言的区别有哪些
c++和c语言的区别有哪些

c++和c语言的区别:1、面向对象编程(OOP)支持不同;2、新增特性不同;3、标准库不同;4、编译方式不同;5、命名空间不同等等。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

2228

9

c++和python学习顺序推荐
c++和python学习顺序推荐

一般建议先学习C++,再学习Python,因为这样可以逐步从较为底层的编程语言向更高级的语言过渡。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

999

6

python和c++学习性价比分析
python和c++学习性价比分析

Python易于学习,广泛应用于Web开发、数据科学和人工智能等领域,但性能较低。C语言性能高,适用于对性能要求较高的场景,如游戏开发和系统编程,但学习曲线陡峭,错误处理复杂。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.14

427

5

c语言和c++一样吗
c语言和c++一样吗

c语言和c++是两种不同的编程语言,虽然有相似之处,但存在显著差异。c语言专注于过程式编程和系统级开发,以简洁、高效著称。c++作为c语言的超集,引入了面向对象编程,增强了代码组织和管理能力,但学习曲线也更陡峭。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

327

5

c语言和c++先学哪个好
c语言和c++先学哪个好

初学者选择学习c语言还是c++语言,需要根据个人学习目标、背景以及编程兴趣和预期应用方向来决定。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

406

5

c语言和c++的区别和联系
c语言和c++的区别和联系

c语言和c++是计算机科学领域应用广泛的编程语言。虽然它们有着相似的基础,但它们在语言类型、语法功能和内存管理方面存在着显著差异。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2024.03.14

580

5

c++软件中文更改教程
c++软件中文更改教程

对于 ide,可通过打开设置,找到语言设置,选择中文,并保存更改。对于非 ide 应用程序,可查找设置或选项,选择语言设置,更改为中文,并保存更改。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.21

1389

9

python和java和c++学习性价比分析
python和java和c++学习性价比分析

Python以其易学性、丰富的库和活跃的社区而著称,适合数据科学、人工智能和Web开发。Java以其跨平台性、企业级应用开发和Android应用开发而闻名。C++以其底层控制能力、高效性能和游戏开发而著称。选择哪种语言取决于个人兴趣、职业方向和特定需求。想了解更多python和java和c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.22

1197

7

c++和c语言学习顺序推荐
c++和c语言学习顺序推荐

对于初学者,建议先学习C语言,掌握编程基础后再转入C++,便于理解面向对象编程概念。有编程经验者可直接学习C++,快速接触高级编程技术。想了解更多c++和c语言的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2024.03.25

1325

9

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习