【数据结构】二叉树基本操作的程序实现

//Bintree.h
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct Binnode{//二叉树结点结构体
char data;
struct Binnode *lchild;
struct Binnode *rchild;
};
typedef Binnode *Bintree ;

typedef struct stack{ //二叉树结点栈
Bintree data[100];
int flag[100];
int top;
};

typedef struct queue{ //二叉树结点队列
Bintree data[30];
int front;
int rear;
};

/*******************************************/
/*按照前序遍历建立二叉树 */
/*******************************************/

void Creat_Bintree(Bintree *root)
{
char ch;
if((ch=getchar())==' ')
{
*root=NULL;

}
else
{
*root=(Binnode*)malloc(sizeof(Binnode));
(*root)->data=ch;
Creat_Bintree(&(*root)->lchild);
Creat_Bintree(&(*root)->rchild);
}
}

/*******************************************/
/*按照前序递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Preorder1(Bintree t)
{
if(t!=NULL)
{
printf("%c",t->data);
Preorder1(t->lchild);
Preorder1(t->rchild);
}
}

/*******************************************/
/*按照中序递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Inorder1(Bintree t)
{
if(t!=NULL)
{
Inorder1(t->lchild);
printf("%c",t->data);
Inorder1(t->rchild);
}
}

/*******************************************/
/*按照后序递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Posorder1(Bintree t)
{
if(t!=NULL)
{
Posorder1(t->lchild);
Posorder1(t->rchild);
printf("%c",t->data);
}
}
/*******************************************/
/*按照前序非递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Preorder2(Bintree t)
{
Bintree pre=t;
stack s;
s.top=0;
printf("输出前序遍历序列:");
while(pre||s.top>0)
{
if(pre)
{
printf("%c",pre->data);
s.data[s.top++]=pre;
pre=pre->lchild;
}
else
{
pre=s.data[--s.top]->rchild;
}
}
printf("/n/n");
}

/*******************************************/
/*按照中序非递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Inorder2(Bintree t)
{
Bintree pre=t;
stack s;
s.top=0;
printf("输出中序遍历序列:");
while(pre||s.top>0)
{
if(pre)
{
s.data[s.top++]=pre;
pre=pre->lchild;
}
else
{
pre=s.data[--s.top];
printf("%c",pre->data);
pre=pre->rchild;
}
}
printf("/n/n");
}

/*******************************************/
/*按照后序非递归遍历二叉树 */
/*******************************************/

void Posorder2(Bintree t)
{
stack s;
s.top=-1;
printf("输出后序遍历序列:");
while(t!=NULL||s.top!=-1)
{
while(t)
{
s.top++;
s.flag[s.top]=0;
s.data[s.top]=t;
t=t->lchild;

}
while(s.top>=0&&s.flag[s.top]==1)
{
t=s.data[s.top];
printf("%c",t->data);
s.top--;
}
if(s.top>=0)
{
t=s.data[s.top];
s.flag[s.top]=1;
t=t->rchild;
}
else
{
t=NULL;
}
}
printf("/n/n");
}

/*******************************************/
/* 按照层次遍历二叉树*/
/*******************************************/
void Levelorder(Bintree t)
{
queue q;
q.data[0]=t;
q.front=0;q.rear=1;
printf("层次遍历二叉树结果:");
while(q.front<q.rear)
{
if(q.data[q.front])
{
printf("%c",q.data[q.front]->data);
q.data[q.rear++]=q.data[q.front]->lchild;
q.data[q.rear++]=q.data[q.front]->rchild;
q.front++;
}
else
{
q.front++;
}
}
printf("/n/n");
}

#include"Bintree.h"
/*******************************************/
/*递归法将二叉树的左右子树互换 */
/*******************************************/
void Exchange1(Bintree t)
{
Bintree temp;
if(t)
{
Exchange1(t->lchild);
Exchange1(t->rchild);
temp=t->lchild;
t->lchild=t->rchild;
t->rchild=temp;
}
}
/*******************************************/
/*非递归法将二叉树的左右子树互换 */
/*******************************************/
void Exchange2(Bintree t)
{
Bintree temp;
stack s;
s.top=0;
while(t||s.top)
{
if(t)
{
s.data[s.top++]=t;
temp=t->lchild;
t->lchild=t->rchild;
t->rchild=temp;
t=t->lchild;
}
else
{
t=s.data[--s.top]->rchild;
}

}
}
int main()
{
Bintree t;
Creat_Bintree(&t);
Exchange2(t);
Inorder2(t);
return 0;
}

#include"Bintree.h"
/*******************************************/
/*递归法求叶子结点个数 */
/*******************************************/
int Leaves_Num1(Bintree t)
{
if(t)
{
if(t->lchild==NULL&&t->rchild==NULL)
{
return 1;
}
return Leaves_Num1(t->lchild)+Leaves_Num1(t->rchild);
}
return 0;
}

/*******************************************/
/*非递归法求叶子结点个数 */
/*******************************************/
int Leaves_Num2(Bintree t)
{
int count=0;
stack s;
s.top=0;
while(t||s.top>0)
{
if(t)
{
s.data[s.top++]=t;
if(t->lchild==NULL&&t->rchild==NULL)
{

count++;
}
t=t->lchild;
}
else
{
t=s.data[--s.top]->rchild;
}
}
return count;
}

int main()
{
int count=0;
Bintree t;
Creat_Bintree(&t);
count=Leaves_Num2(t);
printf("该二叉树的叶子结点数为:%d/n",count);
return 0;
}

#include"Bintree.h"

/**********************************************/
/*求一棵树的高度*/
/**********************************************/

int Depth(Bintree t)
{
intlh,rh ;
if( NULL == t )
{
return 0 ;
}
else
{
lh = Depth( t->lchild ) ;
rh = Depth( t->rchild ) ;
return ( lh > rh ? lh : rh ) + 1 ;
}
}

int main()
{
Bintree t ;
Creat_Bintree( &t ) ;
printf( "树的高度是%d/n",Depth( t ) ) ;
return 0 ;
}

#include"Bintree.h"
/*******************************************************/
/*已知一课棵二叉树的中序和后序，建立这棵树 */
/*******************************************************/

void In_Pos_order(Bintree *t,char *s,char *r)
{
char La[30],Lb[30],Ra[30],Rb[30];
int i,len,length=strlen(r);
if(length>0&&r[length-1]!='/0')
{
*t=(Binnode *)malloc(sizeof(Binnode));
(*t)->data=r[length-1];
for(i=0;s[i]!=r[length-1];i++)
{
Ra[i]=s[i];
La[i]=r[i];
}
len=i;
Ra[len]='/0'; //左中
La[len]='/0'; //左后
for(i=len+1;i<strlen(s);i++)
{
Rb[i-len-1]=s[i];
}
Rb[i-len-1]='/0';
for(i=len;i<strlen(r)-1;i++)
{
Lb[i-len]=r[i];
}
Lb[i-len]='/0';
In_Pos_order(&(*t)->lchild,Ra,La);
In_Pos_order(&(*t)->rchild,Rb,Lb);
}
else
{
*t=NULL;
}
}

int main()
{
Bintree t;
char in[30]="ABCEFGHD",pos[30]="ABFHGEDC";//测试数据
printf("输入中序遍历序列:");
scanf("%s",in);
printf("输入后序遍历序列:");
scanf("%s",in);
In_Pos_order(&t,in,pos);
Preorder2(t);
}

#include"Bintree.h"
/*******************************************************/
/*判断两棵是否等价 */
/*******************************************************/

int Is_equal( Bintree t1,Bintree t2 )
{
int t=0;
if(NULL == t1 && NULL == t2)
{
t=1;
}
else
{
if(NULL !=t1 &&NULL != t2 )
{
if(t1->data == t2->data)
{
if(Is_equal(t1->lchild,t2->lchild))
{
t=Is_equal(t1->rchild,t2->rchild);
}
}
}
}
return t;
}
int main()
{
Bintree t1,t2;
Creat_Bintree(&t1);
getchar();
Creat_Bintree(&t2);
if(Is_equal(t1,t2))
{
printf( "Yes!/n") ;
}
else
{
printf( "No!/n" ) ;
}

return 0 ;
}

#include"Bintree.h"
/****************************************************/
/*查找某个信息是否在这棵树中*/
/****************************************************/

Bintree locale_x(Bintree t,char x)
{
Bintree p;
if(t==NULL) return NULL;
else
{
if( t -> data == x ) return t;
else
{
p = locale_x(t->lchild,x);
if(p)return p;
else
return locale_x(t->rchild,x);
}
}
}

int main()
{
Bintree root,p;
char ch;
Creat_Bintree(&root);
getchar();
printf("输入要查找的值:");
scanf("%c",&ch);
p=locale_x(root,ch);
if(p)printf( "YES!/n" ) ;
else printf( "NO!/n" ) ;
return 0;
}

#include"Bintree.h"

/****************************************************/
/*树的结点个数*/
/****************************************************/
intnum_of_node(Bintree t)
{
if(t==NULL)return 0 ;
else return num_of_node(t->lchild)+num_of_node(t->rchild)+1;
}

int main()
{
Bintree root,p;
Creat_Bintree(&root);
printf("%d/n",num_of_node(root));
return 0;
}

#include"Bintree.h"

/*******************************************************/
/* 已知一课棵二叉树的中序和前序序列，建立这棵树*/
/*******************************************************/

void Pre_In_order(Bintree *t,len;
if(s[0]!='/0')
{
*t=(Binnode *)malloc(sizeof(Binnode));
(*t)->data=s[0];
for(i=0;r[i]!=s[0];i++)
{
Ra[i]=r[i];
}
len=i;
Ra[len]='/0'; //左中
for(i=0;i<len;i++)
{
La[i]=s[i+1];
}
La[len]='/0'; //左前
for(i=len+1;i<strlen(r);i++)
{
Rb[i-len-1]=r[i];
}
Rb[i-len-1]='/0';
for(i=len+1;i<strlen(s);i++)
{
Lb[i-len-1]=s[i];
}
Lb[i-len-1]='/0';
Pre_In_order(&(*t)->lchild,La,Ra);
Pre_In_order(&(*t)->rchild,Lb,Rb);
}
else
{
*t=NULL;
}
}

int main()
{
Bintree t;
char pre[30]="ABCDEF",in[30]="CBAEDF";//测试数据
printf("输入前序遍历序列:");
scanf("%s",pre);
printf("输入中序遍历序列:");
scanf("%s",in);
Pre_In_order(&t,pre,in);
Posorder1(t);
}

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
typedef struct node{
int data;
struct node *lchild,*rchild,*next;
}hufnode;

typedef hufnode *linkhuf;
/****************************************************/
/*huffman树 */
/****************************************************/
linkhuf Creat_Node(int n) //创建一单链表
{
linkhuf head,p;
int x;
head=NULL;
while(n--)
{
scanf("%d",&x);
p=(linkhuf)malloc(sizeof(hufnode));
p->data=x;
p->lchild=NULL;
p->rchild=NULL;
if(NULL==head)
{
head=p;
pre=head;
}
else
{
p->next=pre->next;
pre->next=p;
pre=pre->next;
}
}
return head;
}
linkhuf insert(linkhuf root,linkhuf s)//将结点S插入到有序Huffman root中。
{
linkhuf p1,p2;
if(NULL == root ) root=s;
else
{
p1=NULL;
p2=root;
while(p2&&p2->data<s->data)
{
p1=p2;
p2=p2->next;
}
s->next=p2;
if(NULL==p1)
{
root=s;
}
else
{
p1->next=s;
}
}
return root;
}

void Preorder1(linkhuf t)
{
if(t!=NULL)
{
printf("%-6d",t->data);
Preorder1(t->lchild);
Preorder1(t->rchild);
}
}
void creathuffman(linkhuf *root)//构造Huffman树。
{
linkhuf s,rl,rr;
while(*root && (*root)->next)
{
rl=*root;
rr=(*root)->next;
*root=rr->next;
s=(linkhuf)malloc(sizeof(hufnode));
s->next=NULL;
s->data=rl->data+rr->data;
s->lchild=rl;
s->rchild=rr;
rl->next=rr->next=NULL;
*root=insert(*root,s);
}
}

int main()
{
linkhuf root;
int n;
scanf("%d",&n);
root=Creat_Node(n);
creathuffman(&root);
Preorder1(root);
printf("/n");
return 0;
}

/************************************************************/
/*按层次顺序建立一棵二叉树*/
/************************************************************/
#include"Bintree.h"

Bintree Level_Creat(){Bintree root,p,s;queue node;node.front=node.rear=0;char ch;ch=getchar();if(ch==' '){return NULL;}root=(Binnode*)malloc(sizeof(Binnode)); //生成根结点root->data=ch;node.data[node.rear++]=root; //用队列实现层次遍历while(node.front<node.rear){p=node.data[node.front++];ch=getchar(); //为了简化操作，分别对左右子结点进行赋值。if(ch!=' ')//子树不空则进队列进行扩充。下同{s=(Binnode*)malloc(sizeof(Binnode));s->data=ch;p->lchild=s;node.data[node.rear++]=s;}else{p->lchild=NULL;}ch=getchar();if(ch!=' '){s=(Binnode*)malloc(sizeof(Binnode));s->data=ch;p->rchild=s;node.data[node.rear++]=s;}else{p->rchild=NULL;}}return root;}int main(){Bintree root;root=Level_Creat();Inorder1(root);//测试，中序遍历return 0;}

（编辑：李大同）

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