树和二叉树

来源:互联网 发布:淘宝直通车课程 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 07:58



//BiTree.hstruct BiTNode   //采用二叉链表存储结构{ char data; struct BiTNode* lchild; struct BiTNode* rchild;}BiTNode;struct BiTNode* CreateBiTree();  int DestroyBiTree(struct BiTNode* T);int visit(char elem);//递归遍历算法int PreOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));int InOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));int PostOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));//非递归遍历算法void PreOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));void InOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));void PostOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem));


//stack.h 堆栈数据结构,用于非递归算法中的附加空间#define STACK_SIZE 256struct stack{ struct BiTNode* elem[STACK_SIZE]; int top;  //top总是指向栈顶元素的上一个元素 int bottom; //恒0};void initStack(struct stack* s);struct BiTNode* getTop(struct stack* s);struct BiTNode* pop(struct stack* s);void push(struct stack* s,struct BiTNode* p);int isEmpty(struct stack* s);


//stack.c 堆栈的实现#include<stdio.h>#include<string.h>#include "stack.h"//初始化堆栈为0,栈指针为0void initStack(struct stack* s){ memset(s->elem,0,STACK_SIZE); s->top = s->bottom = 0;}//获取栈顶元素,栈顶指针不变struct BiTNode* getTop(struct stack* s){ return s->elem[s->top-1];}//弹出&返回栈顶元素struct BiTNode* pop(struct stack* s){ if(s->top == s->bottom)  //若栈空 {  printf("Stack is empty!\n");  return 0; } --s->top; return s->elem[s->top];}//将pB指针压入栈中void push(struct stack* s,struct BiTNode* pB){ if(s->top<STACK_SIZE)  //栈未满 {  s->elem[s->top] = pB;  ++s->top; } else    printf("Stack is full!\n");}//判断栈是否为空,空返回非0int isEmpty(struct stack* s){ return s->top == s->bottom;}


//BiTree.c 二叉树创建、销毁、递归算法实现#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include "BiTree.h"#include "stack.h"struct BiTNode* CreateBiTree() //采用先序递归方法创建一棵二叉树{ struct BiTNode* T; char ch,tmp; printf("please input the value of the node:\n"); scanf("%c",&ch); tmp = getchar(); //忽略回车符 if(ch == ''&'')    //输入&符号表示此节点为空 {  printf("Null BiTreeNode Created!\n");  T = NULL;  return NULL; }  T = (struct BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode)); //为当前节点分配内存 if(!T) {  printf("Allocate memory failed!\n");  return NULL; } T->data = ch;  //为当前节点赋值 T->lchild = CreateBiTree();  //递归创建左子树 T->rchild = CreateBiTree(); //递归创建右子树 return T; }//销毁二叉树,销毁成功返回0,错误返回1int DestroyBiTree(struct BiTNode* T){ if(T) {  struct BiTNode* lchild = T->lchild;  struct BiTNode* rchild = T->rchild;  free(T);  if(0 == DestroyBiTree(lchild))  {   if(0 == DestroyBiTree(rchild))    return 0;   else    return 1;  } }  return 0;}//访问节点元素int visit(char elem){ if(elem == ''&'')  return 1; printf("%c ",elem); return 0;}//先序遍历递归算法,返回值为0表示遍历成功,1为失败int PreOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ if(T) {  if(0 != visit(T->data))  //访问根节点   return 1;  if(T->lchild)  {   if(0 != InOrderTraverse_R(T->lchild,visit)) //递归遍历左子树    return 1;  }    if(T->rchild)  {   if(0 != InOrderTraverse_R(T->rchild, visit)) //递归遍历右子树    return 1;  }   }  return 0;   }//中序遍历递归算法,返回值为0表示遍历成功,1为失败int InOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ if(T) {  if(T->lchild)  {   if(0 != InOrderTraverse_R(T->lchild,visit)) //递归遍历左子树    return 1;  }    if(0 != visit(T->data))  //访问根节点   return 1;    if(T->rchild)  {   if(0 != InOrderTraverse_R(T->rchild,visit)) //递归遍历右子树    return 1;  }   }  return 0;  }//后序遍历递归算法,返回0表示遍历成功,1为失败int PostOrderTraverse_R(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ if(T) {  if(T->lchild)  {   if(0 != PostOrderTraverse_R(T->lchild,visit)) //递归遍历左子树    return 1;  }    if(T->rchild)  {   if(0 != PostOrderTraverse_R(T->rchild,visit)) //递归遍历右子树    return 1;  }    if(0 != visit(T->data))  //访问根节点   return 1; }  return 0;     }//先序遍历非递归算法void PreOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ struct stack ss; struct BiTNode* p = T; initStack(&ss);  while(p||!isEmpty(&ss)) {  if(p)  {   visit(p->data);   push(&ss,p);   p=p->lchild;  }  else  {   p = getTop(&ss);   pop(&ss);   p = p->rchild;  } }}//中序遍历非递归算法void InOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ struct stack ss; struct BiTNode* p; initStack(&ss); push(&ss,T); while(!isEmpty(&ss)) {  while(p = getTop(&ss))    push(&ss,p->lchild); //向左走到尽头  p = pop(&ss);  //空指针退栈  if(!isEmpty(&ss))  {   p = pop(&ss);   visit(p->data);  //访问节点   push(&ss,p->rchild); //向右一步  } }}//后序遍历非递归算法void PostOrderTraverse(struct BiTNode* T, int (*visit)(char elem)){ struct stack ss; struct BiTNode* p = T; struct BiTNode* q; initStack(&ss); //初始化空栈 while(p || !isEmpty(&ss)) {  if(p)  {   push(&ss,p);   p = p->lchild;  }  else  {   p =getTop(&ss);   if(p)   {    push(&ss,NULL);    p = p->rchild;   }   else   {    pop(&ss);    q = pop(&ss);    visit(q->data);   }  } }}



//main.c 测试主程序#include<stdio.h>#include "BiTree.h"int main(){ struct BiTNode* bt = 0; bt = CreateBiTree(bt); printf("先序遍历序列:\n"); PreOrderTraverse_R(bt,visit); printf("\n中序遍历序列:\n"); InOrderTraverse_R(bt,visit); printf("\n后序遍历序列:\n"); PostOrderTraverse_R(bt,visit); printf("\n非递归先序遍历序列:\n"); PreOrderTraverse(bt,visit); printf("\n非递归中序遍历序列:\n"); InOrderTraverse(bt,visit); printf("\n非递归后序遍历序列:\n"); PostOrderTraverse(bt,visit); DestroyBiTree(bt); return 0;}



查找结点



查找结点就是遍历二叉树中的每一个节点,逐个比较数据,当找到目标数据时将返回该数据所在结点的指针。


代码如下:
CBTType *TreeFindNode(CBTType *treeNode,DATA data)
{
 CBTType *ptr;
 if(treeNode==NULL)
 {
  return NULL;
 }else
 {
  if(treeNode->data==data)
  {
   return treeNode;
  }
  else        //分别向左右子树查找   
  {

   if(ptr=TreeFindNode(treeNode->left,data))  //左子树递归查找 
   {

    return ptr;
   }
   else if(ptr=TreeFindNode(treeNode->right,data))         //右子树递归查找 
   {
    return ptr;
   }
   else
   {
    return NULL;
   }
  }
 } 



输入参数treeNode为待查找的二叉树的根结点,输入参数data为待查找的结点数据。程序中首先判断根结点是否为空,然后根据数据判断是否为根结点,然后分别向左右子树进行查找,采用递归的方法进行查找,查找到该结点则返回结点对应的指针;如果全都查找不到,则返回NULL。



计算二叉树的深度

计算二叉树深度就是计算二叉树中结点的最大层数,这里往往需要采用递归算法来实现。



int TreeDepth(CBTType *treeNode)
{
 int depleft,depright;
 if(treeNode==NULL)
 {
  return 0;     //结点为空的时候,深度为0
 }
 else
 {
  depleft=TreeDepth(treeNode->left);  //左子树深度(递归调用)
  depright=TreeDepth(treeNode->right);         //右子树深度(递归调用)
  if(depleft)
  {
   return ++depleft;
  }
  else
  {
   return ++depright;
  }
 }
}

输入参数treeNode为待计算的二叉树的根结点。首先判断根节点是否为空,然后分别按照递归调用来计算左子树深度和右子树深度,从而完成整个二叉树深度的计算。  




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