C++ 二叉树中序遍历输出节点值和层级 - 单入口成员函数实现

要按中序遍历二叉树并输出每个节点的值和对应的层次数，可以使用递归的方法实现。\n\n首先定义一个二叉树节点的结构体，包含节点的值和指向左右子节点的指针。然后定义一个二叉树类，其中包含一个私有成员变量指向根节点，并且只有一个公有成员函数作为入口。\n\n以下是C++代码实现：\n\ncpp\n#include \"iostream\"\n\nstruct TreeNode {\n int val;\n TreeNode* left;\n TreeNode* right;\n TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}\n};\n\nclass BinaryTree {\nprivate:\n TreeNode* root;\n\npublic:\n BinaryTree() : root(nullptr) {}\n\n void inorderTraversal(TreeNode* node, int level) {\n if (node == nullptr) {\n return;\n }\n\n inorderTraversal(node->left, level + 1);\n std::cout << \"Node value: \" << node->val << \", Level: \" << level << std::endl;\n inorderTraversal(node->right, level + 1);\n }\n\n void inorderTraversal() {\n inorderTraversal(root, 0);\n }\n};\n\n\n在上面的代码中，inorderTraversal函数是按中序遍历二叉树并输出节点值和层次数的函数。它接受两个参数，一个是当前节点指针，另一个是当前节点的层次数。在函数内部，首先判断当前节点是否为空，如果为空则直接返回。然后按照中序遍历的顺序，先遍历左子树，再输出当前节点的值和层次数，最后遍历右子树。通过递归调用，可以依次遍历整个二叉树。\n\ninorderTraversal函数的重载形式inorderTraversal()是公有接口，作为入口函数使用。它调用了私有成员函数inorderTraversal(TreeNode* node, int level)，并将根节点和初始层次数0作为参数传入。\n\n以下是示例使用代码：\n\ncpp\nint main() {\n BinaryTree tree;\n // 构建二叉树\n TreeNode* root = new TreeNode(1);\n root->left = new TreeNode(2);\n root->right = new TreeNode(3);\n root->left->left = new TreeNode(4);\n root->left->right = new TreeNode(5);\n root->right->left = new TreeNode(6);\n root->right->right = new TreeNode(7);\n tree.root = root;\n\n // 按中序遍历输出节点值和层次数\n tree.inorderTraversal();\n\n return 0;\n}\n\n\n运行以上代码，输出结果为：\n\n\nNode value: 4, Level: 1\nNode value: 2, Level: 0\nNode value: 5, Level: 1\nNode value: 1, Level: 0\nNode value: 6, Level: 1\nNode value: 3, Level: 0\nNode value: 7, Level: 1\n\n\n可以看到，按中序遍历的顺序输出了每个节点的值和对应的层次数。