#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>
#include <locale.h>
using namespace std;
typedef struct BiTNode {//二叉树结点
    char data;                      //数据
    struct BiTNode *lchild,*rchild; //左右孩子指针
} BiTNode,*BiTree;
int CreateBiTree(BiTree &T) {//按先序序列创建二叉树
    char data;
    scanf("%c",&data);//按先序次序输入二叉树中结点的值（一个字符），‘#’表示空树
    if (data == "#") {
        T = NULL;
    } else {
        T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
        T->data = data;         //生成根结点
        CreateBiTree(T->lchild);//构造左子树
        CreateBiTree(T->rchild);//构造右子树
    }
    return 0;
}
void Visit(BiTree T) {//输出
    if (T->data != "#") {
        printf("%c ",T->data);
    }
}
void PreOrder(BiTree T) {//先序遍历
    if (T != NULL) {
        Visit(T);               //访问根节点
        PreOrder(T->lchild);    //访问左子结点
        PreOrder(T->rchild);    //访问右子结点
    }
}
void InOrder(BiTree T) {//中序遍历
    if (T != NULL) {
        InOrder(T->lchild);     //访问左子结点
        Visit(T);               //访问根节点
        InOrder(T->rchild);     //访问右子结点
    }
}
void PostOrder(BiTree T) {//后序遍历
    if (T != NULL) {
        PostOrder(T->lchild);   //访问左子结点
        PostOrder(T->rchild);   //访问右子结点
        Visit(T);               //访问根节点
    }
}
void PreOrder2(BiTree T) {//先序遍历(非递归)
//访问T->data后，将T入栈，遍历左子树；遍历完左子树返回时，栈顶元素应为T，出栈，再先序遍历T的右子树。
    stack<BiTree> stack;
    BiTree p = T;//p是遍历指针
    while (p || !stack.empty()) {   //栈不空或p不空时循环
        if (p != NULL) {
            stack.push(p);          //存入栈中
            printf("%c ",p->data);  //访问根节点
            p = p->lchild;          //遍历左子树
        } else {
            p = stack.top();        //退栈
            stack.pop();
            p = p->rchild;          //访问右子树
        }
    }
}
void InOrder2(BiTree T) {//中序遍历(非递归)
//T是要遍历树的根指针，中序遍历要求在遍历完左子树后，访问根，再遍历右子树。
//先将T入栈，遍历左子树；遍历完左子树返回时，栈顶元素应为T，出栈，访问T->data，再中序遍历T的右子树。
    stack<BiTree> stack;
    BiTree p = T;//p是遍历指针
    while (p || !stack.empty()) {   //栈不空或p不空时循环
        if (p != NULL) {
            stack.push(p);          //存入栈中
            p = p->lchild;          //遍历左子树
        } else {
            p = stack.top();        //退栈，访问根节点
            printf("%c ",p->data);
            stack.pop();
            p = p->rchild;          //访问右子树
        }
    }
}
typedef struct BiTNodePost{
    BiTree biTree;
    char tag;
} BiTNodePost,*BiTreePost;
void PostOrder2(BiTree T) {//后序遍历(非递归)
    stack<BiTreePost> stack;
    BiTree p = T;//p是遍历指针
    BiTreePost BT;
    while (p != NULL || !stack.empty()) {//栈不空或p不空时循环
        while (p != NULL) {//遍历左子树
            BT = (BiTreePost)malloc(sizeof(BiTNodePost));
            BT->biTree = p;
            BT->tag = "L";//访问过左子树
            stack.push(BT);
            p = p->lchild;
        }
        while (!stack.empty() && (stack.top())->tag == "R") {//左右子树访问完毕访问根节点
            BT = stack.top();
            stack.pop();//退栈
            printf("%c ",BT->biTree->data);
        }
        if (!stack.empty()) {//遍历右子树
            BT = stack.top();
            BT->tag = "R";//访问过右子树
            p = BT->biTree;
            p = p->rchild;
        }
    }
}
void LevelOrder(BiTree T) {//层次遍历
    if (T == NULL) return;
    BiTree p = T;
    queue<BiTree> queue;//队列
    queue.push(p);//根节点入队
    while (!queue.empty()) {    //队列不空循环
        p = queue.front();      //对头元素出队
        printf("%c ",p->data);  //访问p指向的结点
        queue.pop();            //退出队列
        if (p->lchild != NULL) {//左子树不空，将左子树入队
            queue.push(p->lchild);
        }
        if (p->rchild != NULL) {//右子树不空，将右子树入队
            queue.push(p->rchild);
        }
    }
}
int main() {
    BiTree T;
    setlocale(LC_ALL,"chs");
    CreateBiTree(T);
    printf("先序遍历        ：");PreOrder  (T);printf("\n");
    printf("先序遍历(非递归)：");PreOrder2 (T);printf("\n");
                                               printf("\n");
    printf("中序遍历        ：");InOrder   (T);printf("\n");
    printf("中序遍历(非递归)：");InOrder2  (T);printf("\n");
                                               printf("\n");
    printf("后序遍历        ：");PostOrder (T);printf("\n");
    printf("后序遍历(非递归)：");PostOrder2(T);printf("\n");
                                               printf("\n");
    printf("层次遍历        ：");LevelOrder(T);printf("\n");
    return 0;
}
//ABC##DE#G##F###
//先序遍历        ：A B C D E G F
//先序遍历(非递归)：A B C D E G F
//
//中序遍历        ：C B E G D F A
//中序遍历(非递归)：C B E G D F A
//
//后序遍历        ：C G E F D B A
//后序遍历(非递归)：C G E F D B A
//
//层次遍历        ：A B C D E F G
//
///       A
///      /
///     B
///    / \
///   C   D
///      / \
///     E   F
///      \
///       G