二叉樹的可視化

    在我前面的一篇博文資料結構之紅/黑樹狀結構中，提到了資料結構之可視化的重要性。
因為如果我們能將二叉樹可視化，也能提高加快調試，減少bug。原文給出了print_tree函數，會列印二叉樹，但是旋轉了90度，不優美，不友好。最近學習了下Graphviz這個軟體，學了下怎麼用這個軟體繪製圖片，基本解決了二叉樹的可視化問題。

    我還是以我的紅/黑樹狀結構代碼為例子，寫測試代碼，看下如何將我們插入產生的紅/黑樹狀結構可視化。

    我們看下代碼：

typedef unsigned long long ULL;void __tree2dot(struct rbtree_node* node,FILE* stream){    if(node->color == RB_BLACK)    {        fprintf(stream,"%llu [shape=box];n",*(ULL*)(node->key));    }    if(node->left)    {                fprintf(stream," %llu -> %llu;n",*(ULL*)(node->key),*(ULL*)(node->left->key));        __tree2dot(node->left,stream);    }    if(node->right)    {        fprintf(stream," %llu -> %llu;n",*(ULL*)(node->key),*(ULL*)(node->right->key));        __tree2dot(node->right,stream);    }}int tree2dot(struct rbtree* tree,char* filename){    assert(tree != NULL && filename != NULL);    FILE* stream = fopen(filename,"w+");    if(stream == NULL)    {        fprintf(stderr, "open failed n");        return -1;    }    fprintf(stream,"digraph {n");    __tree2dot(tree->root,stream);    fprintf(stream,"}n");    fclose(stream);    return 0;    }

    tree2dot接受一個二叉樹和一個檔案名稱作為入參。負責建立檔案 關閉檔案和填寫dot檔案有向圖的格式頭和尾。

    __tree2dot是遞迴調用，添加父節點到子節點的有向串連。我們因為是紅/黑樹狀結構，所以添加了這部分處理紅黑結點的代碼：

   

    if(node->color == RB_BLACK)    {        fprintf(stream,"%llu [shape=box];n",*(ULL*)(node->key));    }

    這部分代碼的作用對於黑節點，採用box類型表示節點，對於紅節點，採用預設的橢圓圖形。

    比較才能看到進步，我們比較下新舊兩種方法的輸出：

    在看下產生的dot檔案（Ubuntu下用XDot開啟）

    

下面這種的優越性，一目瞭然。這個方法目前有個缺點是沒有將NULL節點處理，導致421看不出是386左孩子還是右孩子，我們改進下：

void process_null_node(struct rbtree_node* node, int nullcount, FILE* stream){        fprintf(stream, " null%d [shape=hexagon];n", nullcount);        fprintf(stream, " %llu -> null%d;n",*(ULL*)(node->key), nullcount);}void __tree2dot(struct rbtree_node* node,FILE* stream){    static int null_node_cnt = 0;    if(node->color == RB_BLACK)    {        fprintf(stream,"%llu [shape=box];n",*(ULL*)(node->key));    }    if(node->left)    {                fprintf(stream," %llu -> %llu;n",*(ULL*)(node->key),*(ULL*)(node->left->key));        __tree2dot(node->left,stream);    }    else    {        process_null_node(node,null_node_cnt++,stream);    }    if(node->right)    {        fprintf(stream," %llu -> %llu;n",*(ULL*)(node->key),*(ULL*)(node->right->key));        __tree2dot(node->right,stream);    }    else    {        process_null_node(node,null_node_cnt++,stream);    }}

    我們將NULL節點處理成六邊形，這樣就能完整的看出紅/黑樹狀結構的情況了，請看產生的dot檔案：

    完整的代碼在我的github上 ，可以去下面路徑去取：

    https://github.com/manuscola/rbtree

參考文獻：

1 Drawing graphs with dot