【练习】树的实现

来源：互联网发布：中国能源进出口数据编辑：程序博客网时间：2024/06/05 00:58

创建一棵树，按照层次输出这棵树的结点，通过输入要修改的结点元素值修改结点元素值，最后在这棵树中指定位置插入一棵子树，并输出这棵树的信息。

在创建树的过程中，按层次顺序创建树，每读入一个字符，将其存放在树的结点数组中，同时将该结点信息如队列，以备以后添加孩子结点信息。每位一个结点增加完孩子结点，就将对头结点出队，为此结点添加孩子结点信息。

队列头文件LinkQuene.h

/*结点类型定义*/typedef struct QNode{    QElemType data;    struct QNode* next;}LQNode,*QueuePtr;/*队列类型定义*/typedef struct{    QueuePtr front;    QueuePtr rear;}LinkQueue;void InitQueue(LinkQueue *LQ)/*链式队列的初始化*/{    LQ->front=LQ->rear=(LQNode*)malloc(sizeof(LQNode)); /*为头结点申请内存空间*/    if(LQ->front==NULL)        exit(-1);    LQ ->front->next=NULL;  /*将头结点的指针域置为为0*/}int QueueEmpty(LinkQueue LQ)/*判断链式队列是否为空，队列为空返回1，否则返回0*/{    if(LQ.front->next==NULL)        /*当链式队列为空时，返回1，否则返回0*/        return 1;    else        return 0;}int EnQueue(LinkQueue *LQ,QElemType e)/*将元素e插入到链式队列LQ中，插入成功返回1*/{    LQNode *s;    s=(LQNode*)malloc(sizeof(LQNode));  /*为将要入队的元素申请一个结点的空间*/    if(!s)        exit(-1);                       /*如果申请空间失败，则退出并返回参数-1*/    s->data=e;                          /*将元素值赋值给结点的数据域*/    s->next=NULL;                       /*将结点的指针域置为空*/    LQ->rear->next=s;                   /*将原来队列的队尾指针指向p*/    LQ->rear=s;                     /*将队尾指针指向p*/    return 1;}int DeQueue(LinkQueue *LQ,QElemType *e)/*删除链式队列中的队头元素，并将该元素赋值给e，删除成功返回1，否则返回0*/{    LQNode *s;    if(LQ->front==LQ->rear)     /*在删除元素之前，判断链式队列是否为空*/        return 0;    else    {        s=LQ->front->next;              /*使指针p指向队头元素的指针*/        *e=s->data;                     /*将要删除的队头元素赋值给e*/        LQ->front->next=s->next;            /*使头结点的指针指向指针p的下一个结点*/        if(LQ->rear==s) LQ->rear=LQ->front; /*如果要删除的结点是队尾，则使队尾指针指向队头指针*/            free(s);                        /*释放指针p指向的结点*/        return 1;    }}int GetHead (LinkQueue LQ,QElemType *e)/*取链式队列中的队头元素，并将该元素赋值给e，取元素成功返回1，否则返回0*/{    LQNode *s;    if(LQ.front==LQ.rear)       /*在取队头元素之前，判断链式队列是否为空*/        return 0;    else    {        s=LQ.front->next;   /*将指针p指向队列的第一个元素即队头元素*/        *e=s->data;         /*将队头元素赋值给e，取出队头元素*/        return 1;    }}void ClearQueue(LinkQueue *LQ)/*清空队列*/{    while(LQ->front!=NULL)    {        LQ->rear=LQ->front->next;       /*队尾指针指向队头指针指向的下一个结点*/        free(LQ->front);                /*释放队头指针指向的结点*/        LQ->front=LQ->rear;         /*队头指针指向队尾指针*/    }}

树的函数文件

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<malloc.h> #include<string.h>#define MAXSIZE 100/* 定义队列元素类型 */typedef char TElemType;typedef struct{    int num;    TElemType name;}QElemType; #include"LinkQueue.h"TElemType Nil=' '; /* 以空格符表示空 *//*树的双亲表存储表示*/typedef struct{    TElemType data;    int parent; /* 双亲位置域 */} PTNode;typedef struct{    PTNode nodes[MAXSIZE];    int n; /* 结点数 */} PTree;#define ClearTree InitTree /* 二者操作相同 */#define DestroyTree InitTree /* 二者操作相同 */void InitTree(PTree *T)/* 操作结果：构造空树T */{     (*T).n=0;}void CreateTree(PTree *T)/* 操作结果：构造树T */{     LinkQueue q;    QElemType p,qq;    int i=1,j,l;    char c[MAXSIZE]; /* 临时存放孩子结点数组 */    InitQueue(&q); /* 初始化队列 */    printf("请输入根结点(字符型,空格为空): ");    scanf("%c%*c",&(*T).nodes[0].data); /* 根结点序号为0，%*c吃掉回车符 */    if((*T).nodes[0].data!=Nil) /* 非空树 */    {        (*T).nodes[0].parent=-1; /* 根结点无双亲 */        qq.name=(*T).nodes[0].data;        qq.num=0;        EnQueue(&q,qq); /* 该结点入队 */        while(i<MAXSIZE&&!QueueEmpty(q)) /* 数组未满且队不空 */        {            DeQueue(&q,&qq); /* 出队一个结点 */            printf("请按长幼顺序输入结点%c的所有孩子: ",qq.name);            gets(c);            l=strlen(c);            for(j=0;j<l;j++)            {                (*T).nodes[i].data=c[j];                (*T).nodes[i].parent=qq.num;                p.name=c[j];                p.num=i;                EnQueue(&q,p); /* 该结点入队 */                i++;            }        }        if(i>MAXSIZE)        {            printf("结点数超过数组最大容量.\n");            exit(-1);        }        (*T).n=i;    }    else        (*T).n=0;}int TreeEmpty(PTree T)/* 初始条件：树T存在。操作结果：若T为空树，则返回1，否则返回0*/{     if(T.n)        return 0;    else        return 1;}int TreeDepth(PTree T)/* 初始条件：树T存在。操作结果：返回T的深度 */{     int k,m,def,max=0;    for(k=0;k<T.n;++k)    {        def=1; /* 初始化本结点的深度 */        m=T.nodes[k].parent;        while(m!=-1)        {            m=T.nodes[m].parent;            def++;        }        if(max<def)            max=def;    }    return max; /* 最大深度 */}TElemType Root(PTree T)/* 初始条件：树T存在。操作结果：返回T的根 */{     int i;    for(i=0;i<T.n;i++)        if(T.nodes[i].parent<0)            return T.nodes[i].data;    return Nil;}TElemType Value(PTree T,int i)/* 初始条件：树T存在，i是树T中结点的序号。操作结果：返回第i个结点的值 */{     if(i<T.n)        return T.nodes[i].data;    else        return Nil;}int Assign(PTree *T,TElemType cur_e,TElemType value)/* 初始条件：树T存在，cur_e是树T中结点的值。操作结果：改cur_e为value */{     int j;    for(j=0;j<(*T).n;j++)    {        if((*T).nodes[j].data==cur_e)        {            (*T).nodes[j].data=value;            return 1;        }    }    return 0;}TElemType Parent(PTree T,TElemType cur_e){ /* 初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点 *//* 操作结果：若cur_e是T的非根结点，则返回它的双亲，否则函数值为＂空＂*/    int j;    for(j=1;j<T.n;j++) /* 根结点序号为0 */        if(T.nodes[j].data==cur_e)            return T.nodes[T.nodes[j].parent].data;    return Nil;}TElemType LeftChild(PTree T,TElemType cur_e){ /* 初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点 */    /* 操作结果：若cur_e是T的非叶子结点，则返回它的最左孩子，否则返回＂空＂*/    int i,j;    for(i=0;i<T.n;i++)        if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e，其序号为i */            break;    for(j=i+1;j<T.n;j++) /* 根据树的构造函数，孩子的序号＞其双亲的序号 */        if(T.nodes[j].parent==i) /* 根据树的构造函数，最左孩子(长子)的序号＜其它孩子的序号 */            return T.nodes[j].data;    return Nil;}TElemType RightSibling(PTree T,TElemType cur_e)/* 初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点 */    /* 操作结果：若cur_e有右(下一个)兄弟，则返回它的右兄弟，否则返回＂空＂*/{     int i;    for(i=0;i<T.n;i++)        if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e，其序号为i */            break;    if(T.nodes[i+1].parent==T.nodes[i].parent)        /* 根据树的构造函数，若cur_e有右兄弟的话则右兄弟紧接其后 */        return T.nodes[i+1].data;    return Nil;}void Print(PTree T)/* 输出树T */{     int i;    printf("结点个数=%d\n",T.n);    printf(" 结点 双亲\n");    for(i=0;i<T.n;i++)    {        printf("    %c",Value(T,i)); /* 结点 */        if(T.nodes[i].parent>=0) /* 有双亲 */            printf("    %c",Value(T,T.nodes[i].parent)); /* 双亲 */        printf("\n");    }}int InsertChild(PTree *T,TElemType p,int i,PTree c)/* 初始条件：树T存在，p是T中某个结点，1≤i≤p所指结点的度+1，非空树c与T不相交 *//* 操作结果：插入c为T中p结点的第i棵子树 */{     int j,k,l,f=1,n=0; /* 设交换标志f的初值为1，p的孩子数n的初值为0 */    PTNode t;    if(!TreeEmpty(*T)) /* T不空 */    {        for(j=0;j<(*T).n;j++) /* 在T中找p的序号 */            if((*T).nodes[j].data==p) /* p的序号为j */                break;            l=j+1; /* 如果c是p的第1棵子树，则插在j+1处 */            if(i>1) /* c不是p的第1棵子树 */            {                for(k=j+1;k<(*T).n;k++) /* 从j+1开始找p的前i-1个孩子 */                    if((*T).nodes[k].parent==j) /* 当前结点是p的孩子 */                    {                        n++; /* 孩子数加1 */                        if(n==i-1) /* 找到p的第i-1个孩子，其序号为k1 */                            break;                    }                    l=k+1; /* c插在k+1处 */            } /* p的序号为j，c插在l处 */            if(l<(*T).n) /* 插入点l不在最后 */                for(k=(*T).n-1;k>=l;k--) /* 依次将序号l以后的结点向后移c.n个位置 */                {                    (*T).nodes[k+c.n]=(*T).nodes[k];                    if((*T).nodes[k].parent>=l)                        (*T).nodes[k+c.n].parent+=c.n;                }                for(k=0;k<c.n;k++)                {                    (*T).nodes[l+k].data=c.nodes[k].data; /* 依次将树c的所有结点插于此处 */                    (*T).nodes[l+k].parent=c.nodes[k].parent+l;                }                (*T).nodes[l].parent=j; /* 树c的根结点的双亲为p */                (*T).n+=c.n; /* 树T的结点数加c.n个 */                while(f)                { /* 从插入点之后，将结点仍按层序排列 */                    f=0; /* 交换标志置0 */                    for(j=l;j<(*T).n-1;j++)                        if((*T).nodes[j].parent>(*T).nodes[j+1].parent)                        {/* 如果结点j的双亲排在结点j+1的双亲之后(树没有按层序排列)，交换两结点*/                            t=(*T).nodes[j];                            (*T).nodes[j]=(*T).nodes[j+1];                            (*T).nodes[j+1]=t;                            f=1; /* 交换标志置1 */                            for(k=j;k<(*T).n;k++) /* 改变双亲序号 */                                if((*T).nodes[k].parent==j)                                    (*T).nodes[k].parent++; /* 双亲序号改为j+1 */                                else if((*T).nodes[k].parent==j+1)                                    (*T).nodes[k].parent--; /* 双亲序号改为j */                        }                }                return 1;    }    else /* 树T不存在 */        return 0;}void TraverseTree(PTree T,void(*Visit)(TElemType))/* 初始条件：二叉树T存在,Visit是对结点操作的应用函数 *//* 操作结果：层序遍历树T,对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */{     int i;    for(i=0;i<T.n;i++)        Visit(T.nodes[i].data);    printf("\n");}void vi(TElemType c){    printf("%c ",c);}

主函数文件

void main(){    int i;    PTree T,p;    TElemType e,e1;    InitTree(&T);    CreateTree(&T);    printf("构造树T后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",    TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));    printf("层序遍历树T:\n");    TraverseTree(T,vi);    printf("请输入待修改的结点的值 新值: ");    scanf("%c%*c%c%*c",&e,&e1);    Assign(&T,e,e1);    printf("层序遍历修改后的树T:\n");    TraverseTree(T,vi);    printf("%c的双亲是%c,长子是%c,下一个兄弟是%c\n",e1,Parent(T,e1),LeftChild(T,e1),RightSibling(T,e1));    printf("建立树p:\n");    InitTree(&p);    CreateTree(&p);    printf("层序遍历树p:\n");    TraverseTree(p,vi);    printf("将树p插到树T中，请输入T中p的双亲结点 子树序号: ");    scanf("%c%d%*c",&e,&i);    InsertChild(&T,e,i,p);    Print(T);}

测试结果

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