二叉树的操作实现---数组篇

来源：互联网发布：UNetbootin ubuntu 编辑：程序博客网时间：2024/05/22 10:56
#include "stdio.h"    #include "stdlib.h"   #include "io.h"  #include "math.h"  #include "time.h"#define OK 1#define ERROR 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */#define MAX_TREE_SIZE 100 /* 二叉树的最大结点数 */typedef int Status;     /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */typedef int TElemType;  /* 树结点的数据类型，目前暂定为整型 */typedef TElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE]; /* 0号单元存储根结点  */typedef struct{    int level,order; /* 结点的层,本层序号(按满二叉树计算) */}Position;TElemType Nil=0; /*  设整型以0为空 */Status visit(TElemType c){    printf("%d ",c);    return OK;}/* 构造空二叉树T。因为T是固定数组，不会改变，故不需要& */Status InitBiTree(SqBiTree T){    int i;    for(i=0;i<MAX_TREE_SIZE;i++)        T[i]=Nil; /* 初值为空 */    return OK;}/* 按层序次序输入二叉树中结点的值(字符型或整型), 构造顺序存储的二叉树T */Status CreateBiTree(SqBiTree T){     int i=0;    while(i<10)    {        T[i]=i+1;        if(i!=0&&T[(i+1)/2-1]==Nil&&T[i]!=Nil) /* 此结点(不空)无双亲且不是根 */        {            printf("出现无双亲的非根结点%d\n",T[i]);            exit(ERROR);        }        i++;    }    while(i<MAX_TREE_SIZE)    {        T[i]=Nil; /* 将空赋值给T的后面的结点 */        i++;    }    return OK;}#define ClearBiTree InitBiTree /* 在顺序存储结构中，两函数完全一样 *//* 初始条件: 二叉树T存在 *//* 操作结果: 若T为空二叉树,则返回TRUE,否则FALSE */Status BiTreeEmpty(SqBiTree T){     if(T[0]==Nil) /* 根结点为空,则树空 */        return TRUE;    else        return FALSE;}/* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的深度 */int BiTreeDepth(SqBiTree T){    int i,j=-1;   for(i=MAX_TREE_SIZE-1;i>=0;i--) /* 找到最后一个结点 */     if(T[i]!=Nil)       break;   i++;    do     j++;   while(i>=powl(2,j));/* 计算2的j次幂。 */   return j;}/* 初始条件: 二叉树T存在 *//* 操作结果:  当T不空,用e返回T的根,返回OK;否则返回ERROR,e无定义 */Status Root(SqBiTree T,TElemType *e){     if(BiTreeEmpty(T)) /* T空 */        return ERROR;    else    {           *e=T[0];        return OK;    }}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点(的位置) *//* 操作结果: 返回处于位置e(层,本层序号)的结点的值 */TElemType Value(SqBiTree T,Position e){      return T[(int)powl(2,e.level-1)+e.order-2];}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点(的位置) *//* 操作结果: 给处于位置e(层,本层序号)的结点赋新值value */Status Assign(SqBiTree T,Position e,TElemType value){     int i=(int)powl(2,e.level-1)+e.order-2; /* 将层、本层序号转为矩阵的序号 */    if(value!=Nil&&T[(i+1)/2-1]==Nil) /* 给叶子赋非空值但双亲为空 */        return ERROR;    else if(value==Nil&&(T[i*2+1]!=Nil||T[i*2+2]!=Nil)) /*  给双亲赋空值但有叶子（不空） */        return ERROR;    T[i]=value;    return OK;}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 *//* 操作结果: 若e是T的非根结点,则返回它的双亲,否则返回＂空＂ */TElemType Parent(SqBiTree T,TElemType e){     int i;    if(T[0]==Nil) /* 空树 */        return Nil;    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)        if(T[i]==e) /* 找到e */               return T[(i+1)/2-1];    return Nil; /* 没找到e */}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 *//* 操作结果: 返回e的左孩子。若e无左孩子,则返回＂空＂ */TElemType LeftChild(SqBiTree T,TElemType e){     int i;    if(T[0]==Nil) /* 空树 */            return Nil;    for(i=0;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)        if(T[i]==e) /* 找到e */            return T[i*2+1];    return Nil; /* 没找到e */}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 *//* 操作结果: 返回e的右孩子。若e无右孩子,则返回＂空＂ */TElemType RightChild(SqBiTree T,TElemType e){     int i;    if(T[0]==Nil) /* 空树 */        return Nil;    for(i=0;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)        if(T[i]==e) /* 找到e */            return T[i*2+2];    return Nil; /* 没找到e */}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 *//* 操    作结果: 返回e的左兄弟。若e是T的左孩子或无左兄弟,则返回＂空＂ */TElemType LeftSibling(SqBiTree T,TElemType e){     int i;    if(T[0]==Nil) /* 空树 */        return Nil;    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)        if(T[i]==e&&i%2==0) /* 找到e且其序号为偶数(是右孩子) */            return T[i-1];    return Nil; /* 没找到e */}/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 *//* 操作结果: 返回e的右兄弟。若e是T的右孩子或无右兄弟,则返回＂空＂ */TElemType RightSibling(SqBiTree T,TElemType e){     int i;    if(T[0]==Nil) /* 空树 */        return Nil;    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)        if(T[i]==e&&i%2) /* 找到e且其序号为奇数(是左孩子) */            return T[i+1];    return Nil; /* 没找到e */}/* PreOrderTraverse()调用 */void PreTraverse(SqBiTree T,int e){     visit(T[e]);    if(T[2*e+1]!=Nil) /* 左子树不空 */        PreTraverse(T,2*e+1);    if(T[2*e+2]!=Nil) /* 右子树不空 */        PreTraverse(T,2*e+2);}/* 初始条件: 二叉树存在 *//* 操作结果: 先序遍历T。 */Status PreOrderTraverse(SqBiTree T){     if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */     PreTraverse(T,0);    printf("\n");    return OK;}/* InOrderTraverse()调用 */void InTraverse(SqBiTree T,int e){     if(T[2*e+1]!=Nil) /* 左子树不空 */        InTraverse(T,2*e+1);    visit(T[e]);    if(T[2*e+2]!=Nil) /* 右子树不空 */        InTraverse(T,2*e+2);}/* 初始条件: 二叉树存在 *//* 操作结果: 中序遍历T。 */Status InOrderTraverse(SqBiTree T){     if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */        InTraverse(T,0);    printf("\n");    return OK;}/* PostOrderTraverse()调用 */void PostTraverse(SqBiTree T,int e){     if(T[2*e+1]!=Nil) /* 左子树不空 */        PostTraverse(T,2*e+1);    if(T[2*e+2]!=Nil) /* 右子树不空 */        PostTraverse(T,2*e+2);    visit(T[e]);}/* 初始条件: 二叉树T存在 *//* 操作结果: 后序遍历T。 */Status PostOrderTraverse(SqBiTree T){     if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */        PostTraverse(T,0);    printf("\n");    return OK;}/* 层序遍历二叉树 */void LevelOrderTraverse(SqBiTree T){     int i=MAX_TREE_SIZE-1,j;    while(T[i]==Nil)        i--; /* 找到最后一个非空结点的序号 */    for(j=0;j<=i;j++)  /* 从根结点起,按层序遍历二叉树 */        if(T[j]!=Nil)            visit(T[j]); /* 只遍历非空的结点 */    printf("\n");}/* 逐层、按本层序号输出二叉树 */void Print(SqBiTree T){     int j,k;    Position p;    TElemType e;    for(j=1;j<=BiTreeDepth(T);j++)    {        printf("第%d层: ",j);        for(k=1;k<=powl(2,j-1);k++)        {            p.level=j;            p.order=k;            e=Value(T,p);            if(e!=Nil)                printf("%d:%d ",k,e);        }        printf("\n");    }}int main(){    Status i;    Position p;    TElemType e;    SqBiTree T;    InitBiTree(T);    CreateBiTree(T);    printf("建立二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));    i=Root(T,&e);    if(i)        printf("二叉树的根为：%d\n",e);    else        printf("树空，无根\n");    printf("层序遍历二叉树:\n");    LevelOrderTraverse(T);    printf("前序遍历二叉树:\n");    PreOrderTraverse(T);    printf("中序遍历二叉树:\n");    InOrderTraverse(T);    printf("后序遍历二叉树:\n");    PostOrderTraverse(T);    printf("修改结点的层号3本层序号2。");    p.level=3;    p.order=2;    e=Value(T,p);    printf("待修改结点的原值为%d请输入新值:50 ",e);    e=50;    Assign(T,p,e);    printf("前序遍历二叉树:\n");    PreOrderTraverse(T);    printf("结点%d的双亲为%d,左右孩子分别为",e,Parent(T,e));    printf("%d,%d,左右兄弟分别为",LeftChild(T,e),RightChild(T,e));    printf("%d,%d\n",LeftSibling(T,e),RightSibling(T,e));    ClearBiTree(T);    printf("清除二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));    i=Root(T,&e);    if(i)        printf("二叉树的根为：%d\n",e);    else        printf("树空，无根\n");    return 0;}
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