哈工大数据结构实验二 树形结构及其应用

实验二 树形结构及其应用

实验内容：树型结构的建立与遍历

树型结构的遍历是树型结构算法的基础，本实验要求编写程序演示二叉树的存储结构的建立和遍历过程。

实验要求：

(1) 至少用两种方法，编写建立二叉树的二叉链表存储结构的程序，并用广义表的形式显示并保存二叉树；

(2) 采用二叉树的二叉链表存储结构，编写程序实现二叉树的先序、中序和后序遍历的递归和非递归算法以及层序遍历算法，并显示二叉树和相应的遍历序列；

(3) 在二叉树的二叉链表存储结构基础上，编写程序实现二叉树的先序、中序和后序线索链表存储结构建立的算法，并用广义表的形式显示和保存二叉树的线索链表；

(4) 在二叉树的线索链表存储结构上，编写程序分别实现求一个结点的先序（中序、后序）的后继结点的算法；

(5) 在 (4) 基础上，编写程序实现对线索二叉树进行先序、中序和后序遍历的非递归算法，并显示线索二叉树和相应的遍历序列。

实验备注：

一、上传内容： 1. 实验报告 2. 实验程序源代码；打包为rar文件，提交到此处。

二、实验报告格式：见课件下载“实验报告样式.doc”

#include <iostream>#include<cstdlib>#include<cstdio>#include<cstring>#define  maxlen 100using namespace std;struct BTtree{    char data;    BTtree  *lchild;    BTtree  *rchild;};char genelist[100];//保存广义表int i;BTtree* pre_creat_bt()//先序建立二叉树{    char ch;    BTtree  *T;    cin >> ch;    if(ch=='#')  T=NULL;    else    {        T=(BTtree*)malloc(sizeof(BTtree));        T->data=ch;        printf("\n请输入%c结点的左子结点(如果没有那么输入#代表空):",T->data );        T->lchild=pre_creat_bt();        printf("\n请输入%c结点的右子结点(如果没有那么输入#代表空):",T->data );        T->rchild=pre_creat_bt();    }    return T;}BTtree * level_create()//层次建立二叉链表{    BTtree* s[maxlen];    int j;    char ch;    BTtree *T,*p;    while(cin >> i >> ch&&(i!=0||ch!='#'))    {        p=(BTtree*)malloc(sizeof(BTtree));        p->data=ch;        p->lchild=NULL;        p->rchild=NULL;        s[i]=p;        if(i==1)T=p;        else        {            j=i/2;            if(i%2==0)s[j]->lchild=p;//节点为偶数，i为j的左儿子            else    s[j]->rchild=p;//节点为偶数，i为j的左儿子        }    }    return T;}void pre_order(BTtree *T)//递归先根遍历二叉树{    if(T!=NULL)    {        cout << T->data;        pre_order(T->lchild);        pre_order(T->rchild);    }}void in_order(BTtree *T)//递归中序遍历二叉树{    if(T!=NULL)    {        in_order(T->lchild);        cout << T->data;        in_order(T->rchild);    }}void post_order(BTtree *T)//递归后根遍历二叉树{    if(T!=NULL)    {        post_order(T->lchild);        post_order(T->rchild);        cout << T->data;    }}void npre_order(BTtree *T)//非递归先根遍历二叉树{    BTtree* STACK[maxlen];    int top=maxlen;    while(T!=NULL||top!=maxlen)    {        while(T!=NULL)        {            cout << T->data;            STACK[--top]=T;            T=T->lchild;        }        if(top!=maxlen)        {            T=STACK[top++];            T=T->rchild;        }    }}/*当树非空那么循环，访问，左走若S不空，取栈顶右走*/void nin_order(BTtree *T)//非递归中序遍历二叉树{    BTtree* STACK[maxlen];    int top=maxlen;    while(T!=NULL||top!=maxlen)    {        if(T!=NULL)        {            STACK[--top]=T;            T=T->lchild;        }        else        {            T=STACK[top++];            cout << T->data ;            T=T->rchild;        }    }}/*  树不空，左走一步不访问  若栈不空，取出栈顶访问 再访问父亲，再右走*/void npost_order(BTtree *T)//非递归后根遍历二叉树{    struct STACK    {        BTtree*  tree;        int  flag;    } S[maxlen];    int top=maxlen;    BTtree * temp;    temp=T;    while(temp!=NULL||top!=maxlen)    {        if(temp!=NULL)        {            S[--top].tree=temp;            S[top].flag=1;            temp=temp->lchild;        }        else        {            if(S[top].flag==2)            {                T=S[top++].tree;                cout << T->data;            }            else            {                S[top].flag=2;                temp=S[top].tree->rchild;            }        }    }}void lev_order(BTtree* T){    BTtree* Q[maxlen],*q=NULL;    int front=0,rear=0;//建立一个空的队列    if(T==NULL)return;    Q[rear++]=T;//将根指针入队    while(front!=rear)    {        q=Q[front];        cout << q->data;        if(q->lchild!=NULL)        {            Q[rear]=q->lchild;//左儿子不是空，将它入队列            rear++;        }        if(q->rchild!=NULL)        {            Q[rear]=q->rchild;//右边儿子不是空，将它入队列            rear++;        }        front++;//完成上面之后将队首元素就可以出队进行下一次循环操作    }}void  order(BTtree * T)//遍历二叉链表{    printf("********递归遍历二叉链表***********\n");    printf("\n先序递归遍历二叉链表:");    pre_order(T);    printf("\n中序递归遍历二叉链表:");    in_order(T);    printf("\n后序递归遍历二叉链表:");    post_order(T);    printf("\n********非递归遍历二叉链表***********\n");    printf("\n先序非递归遍历二叉链表:");    npre_order(T);    printf("\n中序非递归遍历二叉链表:");    nin_order(T);    printf("\n后序非递归遍历二叉链表:");    npost_order(T);    printf("\n**********层次遍历二叉链表***********:\n");    lev_order(T);}void print_tree(BTtree *T) /*按广义表方式打印*/{    if(T!=NULL)    {        if(T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL)        {            genelist[i]=T->data;            i++;        }        else        {            genelist[i]=T->data;            i++;            genelist[i]='(';            i++;            print_tree(T->lchild);            genelist[i]=',';            i++;            print_tree(T->rchild);            genelist[i]=')';            i++;        }    }}void print(BTtree *T){    BTtree *t=T;    i=0;    genelist[i]='(';    i++;    print_tree(t);    genelist[i]=')';    i++;    genelist[i]='\0';}int main(){    BTtree *pre_t=NULL,*lev_t=NULL;    int N;    printf("********输入1先序建立二叉链表***********\n********输入2层次建立二叉链表***********\n********输入0退出***********\n");    while(cin >> N)    {        switch(N)        {        case 1:            printf("********先序建立二叉链表***********\n输入根节点(如果没有那么输入#代表空):");            pre_t=pre_creat_bt();            order(pre_t);//遍历二叉链表            printf("\n********二叉树用广义表表示为********:\n");            print(pre_t);            for(i=0; genelist[i]!='\0'; i++) cout << genelist[i];            printf("\n");            break;        case 2:            printf("********层次建立二叉链表***********\n输入节点次序和元素:");            lev_t=level_create();            order(lev_t);//遍历二叉链表*/            printf("\n********二叉树用广义表表示为********:\n");            print(lev_t);            for(i=0; genelist[i]!='\0'; i++)cout << genelist[i];            printf("\n");            break;        case 0:            break ;        default :            break;        }        memset(genelist,' ',sizeof(genelist));        printf("********输入1先序建立二叉链表***********\n********输入2层次建立二叉链表***********\n********输入0退出***********\n");    }    return 0;}/*1A 2B 3C 4D 5E 6F 7G 8H 9I 10J 0#*/