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数据结构C语言实现系列——二叉树

王朝c/c++·作者佚名  2008-06-01
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Word-BREAK: break-all; PADDING-TOP: 4px; BORDER-BOTTOM: windowtext 0.5pt solid"

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define STACK_MAX_SIZE 30

#define QUEUE_MAX_SIZE 30

#ifndef elemType

typedef char elemType;

#endif

/************************************************************************/

/* 以下是关于二叉树操作的11个简单算法 */

/************************************************************************/

strUCt BTreeNode{

elemType data;

struct BTreeNode *left;

struct BTreeNode *right;

};

/* 1.初始化二叉树 */

void initBTree(struct BTreeNode* *bt)

{

*bt = NULL;

return;

}

/* 2.建立二叉树(根据a所指向的二叉树广义表字符串建立) */

void createBTree(struct BTreeNode* *bt, char *a)

{

struct BTreeNode *p;

struct BTreeNode *s[STACK_MAX_SIZE];/* 定义s数组为存储根结点指针的栈使用 */

int top = -1; /* 定义top作为s栈的栈顶指针,初值为-1,表示空栈 */

int k; /* 用k作为处理结点的左子树和右子树,k = 1处理左子树,k = 2处理右子树 */

int i = 0; /* 用i扫描数组a中存储的二叉树广义表字符串,初值为0 */

*bt = NULL; /* 把树根指针置为空,即从空树开始建立二叉树 */

/* 每循环一次处理一个字符,直到扫描到字符串结束符\0为止 */

while(a[i] != '\0'){

switch(a[i]){

case ' ':

break; /* 对空格不作任何处理 */

case '(':

if(top == STACK_MAX_SIZE - 1){

printf("栈空间太小!\n");

exit(1);

}

top++;

s[top] = p;

k = 1;

break;

case ')':

if(top == -1){

printf("二叉树广义表字符串错误!\n");

exit(1);

}

top--;

break;

case ',':

k = 2;

break;

default:

p = malloc(sizeof(struct BTreeNode));

p->data = a[i];

p->left = p->right = NULL;

if(*bt == NULL){

*bt = p;

}else{

if( k == 1){

s[top]->left = p;

}else{

s[top]->right = p;

}

}

}

i++; /* 为扫描下一个字符修改i值 */

}

return;

}

/* 3.检查二叉树是否为空,为空则返回1,否则返回0 */

int emptyBTree(struct BTreeNode *bt)

{

if(bt == NULL){

return 1;

}else{

return 0;

}

}

/* 4.求二叉树深度 */

int BTreeDepth(struct BTreeNode *bt)

{

if(bt == NULL){

return 0; /* 对于空树,返回0结束递归 */

}else{

int dep1 = BTreeDepth(bt->left); /* 计算左子树的深度 */

int dep2 = BTreeDepth(bt->right); /* 计算右子树的深度 */

if(dep1 > dep2){

return dep1 + 1;

}else{

return dep2 + 1;

}

}

}

/* 5.从二叉树中查找值为x的结点,若存在则返回元素存储位置,否则返回空值 */

elemType *findBTree(struct BTreeNode *bt, elemType x)

{

if(bt == NULL){

return NULL;

}else{

if(bt->data == x){

return &(bt->data);

}else{ /* 分别向左右子树递归查找 */

elemType *p;

if(p = findBTree(bt->left, x)){

return p;

}

if(p = findBTree(bt->right, x)){

return p;

}

return NULL;

}

}

}

/* 6.输出二叉树(前序遍历) */

void printBTree(struct BTreeNode *bt)

{

/* 树为空时结束递归,否则执行如下操作 */

if(bt != NULL){

printf("%c", bt->data); /* 输出根结点的值 */

if(bt->left != NULL bt->right != NULL){

printf("(");

printBTree(bt->left);

if(bt->right != NULL){

printf(",");

}

printBTree(bt->right);

printf(")");

}

}

return;

}

/* 7.清除二叉树,使之变为一棵空树 */

void clearBTree(struct BTreeNode* *bt)

{

if(*bt != NULL){

clearBTree(&((*bt)->left));

clearBTree(&((*bt)->right));

free(*bt);

*bt = NULL;

}

return;

}

/* 8.前序遍历 */

void preOrder(struct BTreeNode *bt)

{

if(bt != NULL){

printf("%c ", bt->data); /* 访问根结点 */

preOrder(bt->left); /* 前序遍历左子树 */

preOrder(bt->right); /* 前序遍历右子树 */

}

return;

}

/* 9.前序遍历 */

void inOrder(struct BTreeNode *bt)

{

if(bt != NULL){

inOrder(bt->left); /* 中序遍历左子树 */

printf("%c ", bt->data); /* 访问根结点 */

inOrder(bt->right); /* 中序遍历右子树 */

}

return;

}

/* 10.后序遍历 */

void postOrder(struct BTreeNode *bt)

{

if(bt != NULL){

postOrder(bt->left); /* 后序遍历左子树 */

postOrder(bt->right); /* 后序遍历右子树 */

printf("%c ", bt->data); /* 访问根结点 */

}

return;

}

/* 11.按层遍历 */

void levelOrder(struct BTreeNode *bt)

{

struct BTreeNode *p;

struct BTreeNode *q[QUEUE_MAX_SIZE];

int front = 0, rear = 0;

/* 将树根指针进队 */

if(bt != NULL){

rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

q[rear] = bt;

}

while(front != rear){ /* 队列非空 */

front = (front + 1) % QUEUE_MAX_SIZE; /* 使队首指针指向队首元素 */

p = q[front];

printf("%c ", p->data);

/* 若结点存在左孩子,则左孩子结点指针进队 */

if(p->left != NULL){

rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

q[rear] = p->left;

}

/* 若结点存在右孩子,则右孩子结点指针进队 */

if(p->right != NULL){

rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

q[rear] = p->right;

}

}

return;

}

/************************************************************************/

/*

int main(int argc, char *argv[])

{

struct BTreeNode *bt; /* 指向二叉树根结点的指针 */

char *b; /* 用于存入二叉树广义表的字符串 */

elemType x, *px;

initBTree(&bt);

printf("输入二叉树广义表的字符串:\n");

/* scanf("%s", b); */

b = "a(b(c), d(e(f, g), h(, i)))";

createBTree(&bt, b);

if(bt != NULL)

printf(" %c ", bt->data);

printf("以广义表的形式输出:\n");

printBTree(bt); /* 以广义表的形式输出二叉树 */

printf("\n");

printf("前序:"); /* 前序遍历 */

preOrder(bt);

printf("\n");

printf("中序:"); /* 中序遍历 */

inOrder(bt);

printf("\n");

printf("后序:"); /* 后序遍历 */

postOrder(bt);

printf("\n");

printf("按层:"); /* 按层遍历 */

levelOrder(bt);

printf("\n");

/* 从二叉树中查找一个元素结点 */

printf("输入一个待查找的字符:\n");

scanf(" %c", &x); /* 格式串中的空格跳过空白字符 */

px = findBTree(bt, x);

if(px){

printf("查找成功:%c\n", *px);

}else{

printf("查找失败!\n");

}

printf("二叉树的深度为:");

printf("%d\n", BTreeDepth(bt));

clearBTree(&bt);

return 0;

}

*/

 
 
 
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