C语言实现二叉排序树的基本运算算法

二叉排序树的创建、查找和删除过程及其算法设计。

（1）由关键字序列（4,9,0,1,8,6,3,5,2,7）创建一棵二叉排序树bt并以括号表示法输出；

（2）判断bt是否为一棵二叉排序树；

（3）采用递归和非递归两种方法查找关键字6的节点，并输出其查找路径；

（4）分别删除bt中关键字为4和5的结点，并输出删除后的二叉排序。

代码：

//文件名:exp9-4.cpp
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MaxSize 100
typedef int KeyType;     //定义关键字类型
typedef char InfoType;
typedef struct node                 //记录类型
{ 
 KeyType key;                    //关键字项
    InfoType data;                 //其他数据域
    struct node *lchild,*rchild;  //左右孩子指针
} BSTNode;
int path[MaxSize];      //全局变量,用于存放路径
void DispBST(BSTNode *b);    //函数说明
int InsertBST(BSTNode *&p,KeyType k) //在以*p为根节点的BST中插入一个关键字为k的节点
{
    if (p==NULL)      //原树为空, 新插入的记录为根节点
 {
  p=(BSTNode *)malloc(sizeof(BSTNode));
  p->key=k;p->lchild=p->rchild=NULL;
  return 1;
 }
 else if (k==p->key)
  return 0;
 else if (k<p->key)
  return InsertBST(p->lchild,k); //插入到*p的左子树中
 else 
  return InsertBST(p->rchild,k);  //插入到*p的右子树中
}
BSTNode *CreatBST(KeyType A[],int n)    
//由数组A中的关键字建立一棵二叉排序树
{
   BSTNode *bt=NULL;            //初始时bt为空树
    int i=0;
    while (i<n)
  if (InsertBST(bt,A[i])==1)  //将A[i]插入二叉排序树T中
  {
   printf("    第%d步,插入%d:",i+1,A[i]);
   DispBST(bt);printf("\n");
   i++;
  }
    return bt;                  //返回建立的二叉排序树的根指针
}
void Delete1(BSTNode *p,BSTNode *&r)
//当被删*p节点有左右子树时的删除过程
{
 BSTNode *q;
 if (r->rchild!=NULL)
  Delete1(p,r->rchild); //递归找最右下节点
 else      //找到了最右下节点*r
 {
  p->key=r->key;   //将*r的关键字值赋给*p
  q=r;     
  r=r->lchild;   //将*r的双亲节点的右孩子节点改为*r的左孩子节点
  free(q);    //释放原*r的空间
 }
}
void Delete(BSTNode *&p)
//从二叉排序树中删除*p节点
{
 BSTNode *q;
 if (p->rchild==NULL)  //*p节点没有右子树的情况
 {
  q=p;p=p->lchild;free(q);
 }
 else if (p->lchild==NULL) //*p节点没有左子树的情况
 {
  q=p;p=p->rchild;free(q);
 }
 else Delete1(p,p->lchild); //*p节点既有左子树又有右子树的情况
}
int DeleteBST(BSTNode *&bt,KeyType k) 
//在bt中删除关键字为k的节点
{
 if (bt==NULL) return 0;  //空树删除失败
 else
 {
  if (k<bt->key)
   return DeleteBST(bt->lchild,k);  //递归在左子树中删除关键字为k的节点
  else if (k>bt->key)
   return DeleteBST(bt->rchild,k);  //递归在右子树中删除关键字为k的节点
  else         //k=bt->key的情况
  {
   Delete(bt);  //调用Delete(bt)函数删除*bt节点
   return 1;
  }
 }
}
void SearchBST1(BSTNode *bt,KeyType k,KeyType path[],int i) 
//以非递归方式输出从根节点到查找到的节点的路径
{
 int j;
 if (bt==NULL)
  return;
 else if (k==bt->key) //找到了节点
 {
  path[i+1]=bt->key; //输出其路径
  for (j=0;j<=i+1;j++)
   printf("%3d",path[j]);
  printf("\n");
 }
 else
 {
  path[i+1]=bt->key;
  if (k<bt->key)
   SearchBST1(bt->lchild,k,path,i+1);  //在左子树中递归查找
  else
   SearchBST1(bt->rchild,k,path,i+1);  //在右子树中递归查找
 }
}
int SearchBST2(BSTNode *bt,KeyType k) 
//以递归方式输出从根节点到查找到的节点的路径
{
 if (bt==NULL)
  return 0;
 else if (k==bt->key)
 {
  printf("%3d",bt->key);
  return 1;
 }
 else if (k<bt->key)
  SearchBST2(bt->lchild,k);  //在左子树中递归查找
 else
  SearchBST2(bt->rchild,k);  //在右子树中递归查找
 printf("%3d",bt->key);
}

void DispBST(BSTNode *bt) 
//以括号表示法输出二叉排序树bt
{
 if (bt!=NULL)
 {
  printf("%d",bt->key);
  if (bt->lchild!=NULL || bt->rchild!=NULL)
  {
   printf("(");
   DispBST(bt->lchild);
   if (bt->rchild!=NULL) printf(",");
   DispBST(bt->rchild);
   printf(")");
  }
 }
}
KeyType predt=-32767; //predt为全局变量,保存当前节点中序前趋的值,初值为-∞
int JudgeBST(BSTNode *bt) //判断bt是否为BST
{
 int b1,b2;
 if (bt==NULL)
  return 1;
 else
 {
  b1=JudgeBST(bt->lchild);
  if (b1==0 || predt>=bt->key)
   return 0;
  predt=bt->key;
  b2=JudgeBST(bt->rchild);
  return b2;
 }
}
void main()
{
 BSTNode *bt;
 KeyType k=6;
 int a[]={4,9,0,1,8,6,3,5,2,7},n=10;
 printf("创建一棵BST树:");
 printf("\n");
 bt=CreatBST(a,n);
 printf("BST:");DispBST(bt);printf("\n");
 printf("bt%s\n",(JudgeBST(bt)?"是一棵BST":"不是一棵BST"));
 printf("  查找%d关键字(递归,顺序):",k);SearchBST1(bt,k,path,-1);
 printf("查找%d关键字(非递归,逆序):",k);SearchBST2(bt,k);
 printf("\n删除操作:\n");
 printf("   原BST:");DispBST(bt);printf("\n");
 printf("   删除节点4:");
 DeleteBST(bt,4);
 DispBST(bt);printf("\n");
 printf("   删除节点5:");
 DeleteBST(bt,5);
 DispBST(bt);
 printf("\n");
}