在我前面的一篇博文資料結構之紅黑樹中，提到了資料結構之視覺化的重要性。 因為如果我們能將二叉樹視覺化，也能提高加快除錯，減少bug。原文給出了print_tree函式，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視覺化問題。
我還是以我的紅黑樹程式碼為例子，寫測試程式碼，看下如何將我們插入產生的紅黑樹視覺化。
我們看下程式碼：
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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名作為入參。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是遞迴呼叫，新增父節點到子節點的有向連線。我們因為是紅黑樹，所以新增了這部分處理紅黑結點的程式碼：
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if(node->color == RB_BLACK) { fprintf(stream,"%llu [shape=box];n",*(ULL*)(node->key)); } |
這部分程式碼的作用對於黑節點，採用box型別表示節點，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：
在看下生成的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：
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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的情況了，請看生成的dot檔案：
完整的程式碼在我的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