关于二叉树操作的11个算法

jane3von 贡献于2013-05-06

作者 Stanford Zhang  创建于2008-01-14 05:27:00   修改者Stanford Zhang  修改于2008-01-14 05:27:00字数3909

文档摘要:关于二叉树操作的11个算法
关键词:

#include #define STACK_MAX_SIZE 30 #define QUEUE_MAX_SIZE 30 #ifndef elemType typedef char elemType; #endif /************************************************************************/ /*                       以下是关于二叉树操作的11个简单算法                */ /************************************************************************/ struct BTreeNode{ elemType data; struct BTreeNode *left; struct BTreeNode *right; }; /* 1.初始化二叉树 */ void initBTree(struct BTreeNode* *bt) { *bt = NULL; return; } /* 2.建立二叉树(根据a所指向的二叉树广义表字符串建立) */ void createBTree(struct BTreeNode* *bt, char *a) { struct BTreeNode *p; struct BTreeNode *s[STACK_MAX_SIZE];/* 定义s数组为存储根结点指针的栈使用 */ int top = -1; /* 定义top作为s栈的栈顶指针,初值为-1,表示空栈 */ int k; /* 用k作为处理结点的左子树和右子树,k = 1处理左子树,k = 2处理右子树 */ int i = 0; /* 用i扫描数组a中存储的二叉树广义表字符串,初值为0 */ *bt = NULL; /* 把树根指针置为空,即从空树开始建立二叉树 */ /* 每循环一次处理一个字符,直到扫描到字符串结束符\0为止 */ while(a[i] != '\0'){       switch(a[i]){           case ' ':      break;   /* 对空格不作任何处理 */     case '(':      if(top == STACK_MAX_SIZE - 1){          printf("栈空间太小!\n");       exit(1);      }      top++;      s[top] = p;      k = 1;      break;           case ')':      if(top == -1){          printf("二叉树广义表字符串错误!\n");       exit(1);      }      top--;      break;     case ',':      k = 2;      break;     default:      p = malloc(sizeof(struct BTreeNode));      p->data = a[i];      p->left = p->right = NULL;      if(*bt == NULL){       *bt = p;      }else{          if( k == 1){              s[top]->left = p;          }else{              s[top]->right = p;          }      }       }    i++;   /* 为扫描下一个字符修改i值 */ } return; } /* 3.检查二叉树是否为空,为空则返回1,否则返回0 */ int emptyBTree(struct BTreeNode *bt) { if(bt == NULL){       return 1; }else{       return 0; } } /* 4.求二叉树深度 */ int BTreeDepth(struct BTreeNode *bt) { if(bt == NULL){       return 0;   /* 对于空树,返回0结束递归 */ }else{       int dep1 = BTreeDepth(bt->left);   /* 计算左子树的深度 */    int dep2 = BTreeDepth(bt->right);   /* 计算右子树的深度 */    if(dep1 > dep2){        return dep1 + 1;    }else{        return dep2 + 1;    } } } /* 5.从二叉树中查找值为x的结点,若存在则返回元素存储位置,否则返回空值 */ elemType *findBTree(struct BTreeNode *bt, elemType x) { if(bt == NULL){       return NULL; }else{       if(bt->data == x){           return &(bt->data);       }else{ /* 分别向左右子树递归查找 */           elemType *p;     if(p = findBTree(bt->left, x)){         return p;     }     if(p = findBTree(bt->right, x)){         return p;     }     return NULL;       } } } /* 6.输出二叉树(前序遍历) */ void printBTree(struct BTreeNode *bt) { /* 树为空时结束递归,否则执行如下操作 */ if(bt != NULL){       printf("%c", bt->data);   /* 输出根结点的值 */    if(bt->left != NULL || bt->right != NULL){     printf("(");     printBTree(bt->left);     if(bt->right != NULL){         printf(",");     }     printBTree(bt->right);     printf(")");    }   } return; } /* 7.清除二叉树,使之变为一棵空树 */ void clearBTree(struct BTreeNode* *bt) { if(*bt != NULL){       clearBTree(&((*bt)->left));    clearBTree(&((*bt)->right));    free(*bt);    *bt = NULL; } return; } /* 8.前序遍历 */ void preOrder(struct BTreeNode *bt) { if(bt != NULL){       printf("%c ", bt->data);   /* 访问根结点 */    preOrder(bt->left);     /* 前序遍历左子树 */    preOrder(bt->right);    /* 前序遍历右子树 */ } return; } /* 9.前序遍历 */ void inOrder(struct BTreeNode *bt) { if(bt != NULL){    inOrder(bt->left);     /* 中序遍历左子树 */       printf("%c ", bt->data);   /* 访问根结点 */    inOrder(bt->right);     /* 中序遍历右子树 */ } return; } /* 10.后序遍历 */ void postOrder(struct BTreeNode *bt) { if(bt != NULL){    postOrder(bt->left);    /* 后序遍历左子树 */    postOrder(bt->right);    /* 后序遍历右子树 */    printf("%c ", bt->data);   /* 访问根结点 */ } return; } /* 11.按层遍历 */ void levelOrder(struct BTreeNode *bt) { struct BTreeNode *p; struct BTreeNode *q[QUEUE_MAX_SIZE]; int front = 0, rear = 0; /* 将树根指针进队 */ if(bt != NULL){       rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;    q[rear] = bt; } while(front != rear){   /* 队列非空 */       front = (front + 1) % QUEUE_MAX_SIZE; /* 使队首指针指向队首元素 */    p = q[front];    printf("%c ", p->data);    /* 若结点存在左孩子,则左孩子结点指针进队 */    if(p->left != NULL){        rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;     q[rear] = p->left;    }    /* 若结点存在右孩子,则右孩子结点指针进队 */    if(p->right != NULL){        rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;     q[rear] = p->right;    } } return; } /************************************************************************/ /* int main(int argc, char *argv[]) { struct BTreeNode *bt; /* 指向二叉树根结点的指针 */ char *b;     /* 用于存入二叉树广义表的字符串 */ elemType x, *px; initBTree(&bt); printf("输入二叉树广义表的字符串:\n"); /* scanf("%s", b); */ b = "a(b(c), d(e(f, g), h(, i)))"; createBTree(&bt, b); if(bt != NULL) printf(" %c ", bt->data); printf("以广义表的形式输出:\n"); printBTree(bt);    /* 以广义表的形式输出二叉树 */ printf("\n"); printf("前序:");   /* 前序遍历 */ preOrder(bt); printf("\n"); printf("中序:");   /* 中序遍历 */ inOrder(bt); printf("\n"); printf("后序:");   /* 后序遍历 */ postOrder(bt); printf("\n"); printf("按层:");   /* 按层遍历 */ levelOrder(bt); printf("\n"); /* 从二叉树中查找一个元素结点 */ printf("输入一个待查找的字符:\n"); scanf(" %c", &x);   /* 格式串中的空格跳过空白字符 */ px = findBTree(bt, x); if(px){       printf("查找成功:%c\n", *px); }else{       printf("查找失败!\n"); } printf("二叉树的深度为:"); printf("%d\n", BTreeDepth(bt)); clearBTree(&bt); return 0; } */

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