二叉树
来源:互联网 发布:淘宝客cms选哪个好 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 16:00
定义1:满二叉树 (Full Binary Tree)
如果二叉树中所有分支结点的度数都为2,且叶子结点都在同一层次上,则称这类二叉树为满二叉树。
定义2:完全二叉树 (Complete Binary Tree)
如果一棵具有n个结点的高度为k的二叉树,它的每一个结点都与高度为k的满二叉树中编号为1—n的结点一一对应,则称这棵二叉树为完全二叉树。(从上到下从左到右编号)。
性质1:
在二叉树的第 i层最多有 2i-1个结点。(i ≥ 1) • 第一层最多有 21-1=1 个结点。 • 第二层最多有 22-1=2=2 个结点。 • 第三层最多有 23-1=4=4 个结点。
性质2:
深度为 k的二叉树最多有 2k-1个结点。(k ≥ 0) • 如果有一层,最多有 1=1=21-1=1 个结点。 • 如果有两层,最多有 1+2=22-1=3 个结点。 • 如果有三层,最多有 1+2+4=23-1=7 个结点。
性质3
对任何一棵二叉树,如果其叶结点有 n0个,度为2的非叶结点有 n2个,则有 n0=n2+1。 证明:假设二叉树中度1的结点有 n1个且总结点为 n个,则: n = n0 + n1 + n2 假设二叉树中连接父结点与子结点间的边为e条,则: e = n1 + 2n2 = n – 1 所以:n0=n2+1
头文件部分
#ifndef __BTREE_H__
#define __BTREE_H__
#define BLEFT 0 // 表示插入二叉树的左边
#define BRIGHT 1 // 表示插入二叉树的右边
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef char BTreeData;
// 二叉树的结点
typedef struct _btreeNode
{
BTreeData data;
struct _btreeNode *lchild; // 指向左孩子结点的指针
struct _btreeNode *rchild; // 指向右孩子结点的指针
}BTreeNode;
// 二叉树
typedef struct _btree
{
BTreeNode *root; // 指向二叉树的根节点
int count; // 记录二叉树结点的个数
}BTree;
typedef void (*Print_BTree)(BTreeNode*);
// 创建一棵二叉树
BTree *Create_BTree();
// pos 走的路径 值类似 110(左右右) 011 (右右左)
// count 代表走的步数
// flag 代表被替换的结点应该插入在新节点的位置,如果是BLEFT 表示插在左边,BRIGHT表示插在右边
int Btree_Insert(BTree *tree, BTreeData data, int pos, int count, int flag);
void Display (BTree* tree, Print_BTree pfunc);
int Delete (BTree *tree, int pos, int count);
int BTree_Height (BTree *);
int BTree_Degree (BTree *);
int BTree_Clear (BTree *);
int BTree_Destroy (BTree **);
// 前序遍历
void pre_order (BTreeNode *node);
void mid_order (BTreeNode *node);
void last_order (BTreeNode *node);
#endif
函数部分
#include "BTree.h"
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
BTree *Create_BTree()
{
BTree *btree = (BTree*)malloc(sizeof(BTree)/sizeof(char));
if (btree == NULL)
return NULL;
btree->count = 0;
btree->root = NULL;
return btree;
}
int Btree_Insert(BTree *tree, BTreeData data, int pos, int count, int flag)
{
if (tree == NULL || (flag != BLEFT && flag != BRIGHT))
return FALSE;
BTreeNode *node = (BTreeNode*)malloc(sizeof(BTreeNode)/sizeof(char));
if (node == NULL)
return FALSE;
node->data = data;
node->lchild = NULL;
node->rchild = NULL;
// 找插入的位置
BTreeNode *parent = NULL;
BTreeNode *current = tree->root; // current 一开始指向根节点,根节点的父节点是空
int way; // 保存当前走的位置
while (count > 0 && current != NULL)
{
way = pos & 1; // 取出当前走的方向
pos = pos >> 1; // 移去走过的路线
// 因为当前位置就是走完以后的位置的父节点
parent = current;
if (way == BLEFT) // 往左走
current = current->lchild;
else
current = current->rchild;
count--;
}
// 把被替换掉的结点插入到新节点下面
if (flag == BLEFT)
node->lchild = current;
else
node->rchild = current;
// 把新节点插入到二叉树中,way保存了应该插入在父节点的左边还是右边
if (parent != NULL)
{
if (way == BLEFT)
parent->lchild = node;
else
parent->rchild = node;
}
else
{
tree->root = node; // 替换根节点
}
tree->count ++;
return TRUE;
}
void r_display(BTreeNode* node, Print_BTree pfunc,int gap)
{
int i;
if (node == NULL)
for (i = 0; i < gap; i++)
{
printf ("-");
return;
}
for (i = 0; i < gap; i++)
{
printf ("-");
}
// 打印结点
// printf ("%c\n", node->data);
pfunc (node);
if (node->lchild != NULL || node->rchild != NULL)
{
// 打印左孩子
r_display (node->lchild, pfunc, gap+4);
// 打印右孩子
r_display (node->rchild, pfunc, gap+4);
}
}
void Display (BTree* tree, Print_BTree pfunc)
{
if (tree == NULL)
return;
r_display(tree->root, pfunc, 0);
}
void r_delete (BTree *tree, BTreeNode* node)
{
if (node == NULL || tree == NULL)
return ;
// 先删除左孩子
r_delete (tree, node->lchild);
// 删除右孩子
r_delete (tree, node->rchild);
free (node);
tree->count --;
}
int Delete (BTree *tree, int pos, int count)
{
if (tree == NULL)
return FALSE;
// 找结点
BTreeNode* parent = NULL;
BTreeNode* current = tree->root;
int way;
while (count > 0 && current != NULL)
{
way = pos & 1;
pos = pos >> 1;
parent = current;
if (way == BLEFT)
current = current->lchild;
else
current = current->rchild;
count --;
}
if (parent != NULL)
{
if (way == BLEFT)
parent->lchild = NULL;
else
parent->rchild = NULL;
}
else
{
tree->root = NULL;
}
// 释放结点
r_delete (tree, current);
return TRUE;
}
int r_height (BTreeNode *node)
{
if (node == NULL)
return 0;
int lh = r_height (node->lchild);
int rh = r_height (node->rchild);
return (lh > rh ? lh+1 : rh+1);
}
int BTree_Height (BTree *tree)
{
if (tree == NULL)
return FALSE;
int ret = r_height(tree->root);
return ret;
}
int r_degree (BTreeNode * node)
{
if (node == NULL)
return 0;
int degree = 0;
if (node->lchild != NULL)
degree++;
if (node->rchild != NULL)
degree++;
if (degree == 1)
{
int ld = r_degree (node->lchild);
if (ld == 2)
return 2;
int rd = r_degree (node->rchild);
if (rd == 2)
return 2;
}
return degree;
}
int BTree_Degree (BTree *tree)
{
if (tree == NULL)
return FALSE;
int ret = r_degree(tree->root);
return ret;
}
int BTree_Clear (BTree *tree)
{
if (tree == NULL)
return FALSE;
Delete (tree, 0, 0); // 删除根节点
tree->root = NULL;
return TRUE;
}
int BTree_Destroy (BTree **tree)
{
if (tree == NULL)
return FALSE;
BTree_Clear(*tree);
free (*tree);
*tree = NULL;
return TRUE;
}
void pre_order (BTreeNode *node)
{
if (node == NULL)
return;
printf ("%4c", node->data);
pre_order (node->lchild);
pre_order (node->rchild);
}
void mid_order (BTreeNode *node)
{
if (node == NULL)
return;
mid_order (node->lchild);
printf ("%4c", node->data);
mid_order (node->rchild);
}
void last_order (BTreeNode *node)
{
if (node == NULL)
return;
last_order (node->lchild);
last_order (node->rchild);
printf ("%4c", node->data);
}
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