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实验题5.2 实现二叉树各种算法

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

实验题5.2 实现二叉树各种算法

【实验目的】

(1)加深对二叉树性质和各种存储结构的特点及适用范围广义表的理解;

(2)熟练掌握二叉树的遍历算法。

【实验要求】

(1)采用函数调用的方式完成;

(2)文件funp5-2tree.cpp的作用是完成二叉树的各种遍历操作;

(3)实验提交必须有完整正确的程序、注释的细化以及程序运行结果的截图。

【实验内容】

编写一个程序,实现以下二叉树各种遍历的递归算法:

(1)用括号表示法输入一棵二叉树,并创建二叉链bt

(2)求二叉树的高度

(3)求二叉树的叶子结点个数

(4)再以括号表示法或者凹入表示法输出该二叉树

(5)输出从每个叶子结点到根结点的路径

(6)输出三种遍历(先序,中序,后序)的结果。

#include 
#include 
#define MaxSize 100
#include
using namespace std;

typedef char ElemType;
typedef struct node
{
    ElemType data;    
    struct node* lchild;  
    struct node* rchild;  
} BTNode;
void CreateBTNode(BTNode*& b, char* str)  
{
    BTNode* St[MaxSize], * p = NULL;
    int top = -1, k, j = 0;
    char ch;
    b = NULL;   
    ch = str[j];
    while (ch != '') 
    {
        switch (ch)
        {
        case '(':top++; St[top] = p; k = 1; break;  
        case ')':top--; break;
        case ',':k = 2; break;                       
        default:p = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
            p->data = ch; p->lchild = p->rchild = NULL;
            if (b == NULL)                    
                b = p;
            else         
            {
                switch (k)
                {
                case 1:St[top]->lchild = p; break;
                case 2:St[top]->rchild = p; break;
                }
            }
        }
        j++;
        ch = str[j];
    }
}
BTNode* FindNode(BTNode* b, ElemType x) 
{
    BTNode* p;
    if (b == NULL)
        return NULL;
    else if (b->data == x)
        return b;
    else
    {
        p = FindNode(b->lchild, x);
        if (p != NULL)
            return p;
        else
            return FindNode(b->rchild, x);
    }
}
BTNode* LchildNode(BTNode* p) 
{
    return p->lchild;
}
BTNode* RchildNode(BTNode* p) 
{
    return p->rchild;
}
int BTNodeDepth(BTNode* b) 
{
    int lchilddep, rchilddep;
    if (b == NULL)
        return(0);        
    else
    {
        lchilddep = BTNodeDepth(b->lchild); 
        rchilddep = BTNodeDepth(b->rchild); 
        return (lchilddep > rchilddep) ? (lchilddep + 1) : (rchilddep + 1);
    }
}
void DispBTNode(BTNode* b) 
{
    if (b != NULL)
    {
        printf("%c", b->data);
        if (b->lchild != NULL || b->rchild != NULL)
        {
            printf("(");
            DispBTNode(b->lchild);
            if (b->rchild != NULL) printf(",");
            DispBTNode(b->rchild);
            printf(")");
        }
    }
}
int BTWidth(BTNode* b)  
{
    struct
    {
        int lno;  
        BTNode* p;  
    } Qu[MaxSize]; 
    int front, rear;       
    int lnum, max, i, n;
    front = rear = 0;       
    if (b != NULL)
    {
        rear++;
        Qu[rear].p = b;     
        Qu[rear].lno = 1;      
        while (rear != front)     
        {
            front++;
            b = Qu[front].p;     
            lnum = Qu[front].lno;
            if (b->lchild != NULL)   
            {
                rear++;
                Qu[rear].p = b->lchild;
                Qu[rear].lno = lnum + 1;
            }
            if (b->rchild != NULL)   
            {
                rear++;
                Qu[rear].p = b->rchild;
                Qu[rear].lno = lnum + 1;
            }
        }
        max = 0; lnum = 1; i = 1;
        while (i <= rear)
        {
            n = 0;
            while (i <= rear && Qu[i].lno == lnum)
            {
                n++; i++;
            }
            lnum = Qu[i].lno;
            if (n > max) max = n;
        }
        return max;
    }
    else
        return 0;
}
int Nodes(BTNode* b) 
{
    int num1, num2;
    if (b == NULL)
        return 0;
    else if (b->lchild == NULL && b->rchild == NULL)
        return 1;
    else
    {
        num1 = Nodes(b->lchild);
        num2 = Nodes(b->rchild);
        return (num1 + num2 + 1);
    }
}
int LeafNodes(BTNode* b) 
{
    int num1, num2;
    if (b == NULL)
        return 0;
    else if (b->lchild == NULL && b->rchild == NULL)
        return 1;
    else
    {
        num1 = LeafNodes(b->lchild);
        num2 = LeafNodes(b->rchild);
        return (num1 + num2);
    }
}
void DestroyBTNode(BTNode*& b)
{
    if (b != NULL)
    {
        DestroyBTNode(b->lchild);
        DestroyBTNode(b->rchild);
        free(b);
    }
}

void AllPath(BTNode* b)

{

    struct snode

    {

        BTNode* node;

        int parent;

    } Qu[MaxSize];

    int front, rear, p;

    front = rear = -1;

    rear++;

    Qu[rear].node = b;

    Qu[rear].parent = -1;

    while (front < rear)

    {

        front++;

        b = Qu[front].node;

        if (b->lchild == NULL && b->rchild == NULL)

        {

            printf("%c 到根节点路径:", b->data);

            p = front;

            while (Qu[p].parent != -1)

            {

                printf("%c ", Qu[p].node->data);

                p = Qu[p].parent;

            }

            printf("%cn", Qu[front].node->data);

        }

        if (b->lchild != NULL)

        {

            rear++;

            Qu[rear].node = b->lchild;

            Qu[rear].parent = front;

        }

        if (b->rchild != NULL)

        {

            rear++;

            Qu[rear].node = b->rchild;

            Qu[rear].parent = front;

        }

    }

}

void PreOrder_recursion(BTNode* b)   
{
    if (b != NULL)
    {
        cout << b->data;
        PreOrder_recursion(b->lchild);
        PreOrder_recursion(b->rchild);
    }
}

void InOrder_recursion(BTNode* b)   
{
    if (b != NULL)
    {
        InOrder_recursion(b->lchild);
        cout << b->data;
        InOrder_recursion(b->rchild);
    }
}

void PostOrder_recursion(BTNode* b)   
{
    if (b != NULL)
    {
        PostOrder_recursion(b->lchild);
        PostOrder_recursion(b->rchild);
        cout << b->data;
    }
}



int main()
{
    BTNode* b, * p, * lp, * rp;
    char str[10];
    printf("输入括号表示法的二叉树:n");
    scanf("%s", str);
    CreateBTNode(b, str);
    printf("成功创建二叉树n");
    printf("二叉树的括号表示法:n"); DispBTNode(b); printf("n");
    printf("二叉树的高度:%dn", BTNodeDepth(b));
    printf("二叉树的结点数:%dn", Nodes(b));
    printf("二叉树b的叶子节点数:%dnn", LeafNodes(b));
    printf("输出叶子结点到根结点的路径n");
    AllPath(b); printf("n三种遍历:n");
    cout << "先序遍历"; PreOrder_recursion(b); printf("n");
    cout << "中序遍历"; InOrder_recursion(b); printf("n");
    cout << "后序遍历"; PostOrder_recursion(b); printf("n");
    DestroyBTNode(b);
    return 0;
}

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