二叉树的二叉链表存储
/* c6-2.h 二叉树的二叉链表存储表示 */ typedef struct BiTNode { TElemType data; struct BiTNode *lchild,*rchild; /* 左右孩子指针 */ }BiTNode,*BiTree;?
/* bo6-2.c 二叉树的二叉链表存储(存储结构由c6-2.h定义)的基本操作(22个) */ Status InitBiTree(BiTree *T) { /* 操作结果: 构造空二叉树T */ *T=NULL; return OK; } void DestroyBiTree(BiTree *T) { /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 销毁二叉树T */ if(*T) /* 非空树 */ { if((*T)->lchild) /* 有左孩子 */ DestroyBiTree(&(*T)->lchild); /* 销毁左孩子子树 */ if((*T)->rchild) /* 有右孩子 */ DestroyBiTree(&(*T)->rchild); /* 销毁右孩子子树 */ free(*T); /* 释放根结点 */ *T=NULL; /* 空指针赋0 */ } } void CreateBiTree(BiTree *T) { /* 算法6.4:按先序次序输入二叉树中结点的值（可为字符型或整型，在主程中 */ /* 定义），构造二叉链表表示的二叉树T。变量Nil表示空（子）树。有改动 */ TElemType ch; #ifdef CHAR scanf("%c",&ch); #endif #ifdef INT scanf("%d",&ch); #endif if(ch==Nil) /* 空 */ *T=NULL; else { *T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)); if(!*T) exit(OVERFLOW); (*T)->data=ch; /* 生成根结点 */ CreateBiTree(&(*T)->lchild); /* 构造左子树 */ CreateBiTree(&(*T)->rchild); /* 构造右子树 */ } } Status BiTreeEmpty(BiTree T) { /* 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 */ if(T) return FALSE; else return TRUE; } #define ClearBiTree DestroyBiTree int BiTreeDepth(BiTree T) { /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的深度 */ int i,j; if(!T) return 0; if(T->lchild) i=BiTreeDepth(T->lchild); else i=0; if(T->rchild) j=BiTreeDepth(T->rchild); else j=0; return i>j?i+1:j+1; } TElemType Root(BiTree T) { /* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的根 */ if(BiTreeEmpty(T)) return Nil; else return T->data; } TElemType Value(BiTree p) { /* 初始条件: 二叉树T存在，p指向T中某个结点 */ /* 操作结果: 返回p所指结点的值 */ return p->data; } void Assign(BiTree p,TElemType value) { /* 给p所指结点赋值为value */ p->data=value; } typedef BiTree QElemType; /* 设队列元素为二叉树的指针类型 */ #include"c3-2.h" #include"bo3-2.c" TElemType Parent(BiTree T,TElemType e) { /* 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＂ */ LinkQueue q; QElemType a; if(T) /* 非空树 */ { InitQueue(&q); /* 初始化队列 */ EnQueue(&q,T); /* 树根入队 */ while(!QueueEmpty(q)) /* 队不空 */ { DeQueue(&q,&a); /* 出队,队列元素赋给a */ if(a->lchild&&a->lchild->data==e||a->rchild&&a->rchild->data==e) /* 找到e(是其左或右孩子) */ return a->data; /* 返回e的双亲的值 */ else /* 没找到e,则入队其左右孩子指针(如果非空) */ { if(a->lchild) EnQueue(&q,a->lchild); if(a->rchild) EnQueue(&q,a->rchild); } } } return Nil; /* 树空或没找到e */ } BiTree Point(BiTree T,TElemType s) { /* 返回二叉树T中指向元素值为s的结点的指针。另加 */ LinkQueue q; QElemType a; if(T) /* 非空树 */ { InitQueue(&q); /* 初始化队列 */ EnQueue(&q,T); /* 根结点入队 */ while(!QueueEmpty(q)) /* 队不空 */ { DeQueue(&q,&a); /* 出队,队列元素赋给a */ if(a->data==s) return a; if(a->lchild) /* 有左孩子 */ EnQueue(&q,a->lchild); /* 入队左孩子 */ if(a->rchild) /* 有右孩子 */ EnQueue(&q,a->rchild); /* 入队右孩子 */ } } return NULL; } TElemType LeftChild(BiTree T,TElemType 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＂ */ BiTree a; if(T) /* 非空树 */ { a=Point(T,e); /* a是结点e的指针 */ if(a&&a->lchild) /* T中存在结点e且e存在左孩子 */ return a->lchild->data; /* 返回e的左孩子的值 */ } return Nil; /* 其余情况返回空 */ } TElemType RightChild(BiTree T,TElemType 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＂ */ BiTree a; if(T) /* 非空树 */ { a=Point(T,e); /* a是结点e的指针 */ if(a&&a->rchild) /* T中存在结点e且e存在右孩子 */ return a->rchild->data; /* 返回e的右孩子的值 */ } return Nil; /* 其余情况返回空 */ } TElemType LeftSibling(BiTree T,TElemType 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 a; BiTree p; if(T) /* 非空树 */ { a=Parent(T,e); /* a为e的双亲 */ p=Point(T,a); /* p为指向结点a的指针 */ if(p->lchild&&p->rchild&&p->rchild->data==e) /* p存在左右孩子且右孩子是e */ return p->lchild->data; /* 返回p的左孩子(e的左兄弟) */ } return Nil; /* 树空或没找到e的左兄弟 */ } TElemType RightSibling(BiTree T,TElemType 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 a; BiTree p; if(T) /* 非空树 */ { a=Parent(T,e); /* a为e的双亲 */ p=Point(T,a); /* p为指向结点a的指针 */ if(p->lchild&&p->rchild&&p->lchild->data==e) /* p存在左右孩子且左孩子是e */ return p->rchild->data; /* 返回p的右孩子(e的右兄弟) */ } return Nil; /* 树空或没找到e的右兄弟 */ } Status InsertChild(BiTree p,int LR,BiTree c) /* 形参T无用 */ { /* 初始条件: 二叉树T存在,p指向T中某个结点,LR为0或1,非空二叉树c与T */ /* 不相交且右子树为空 */ /* 操作结果: 根据LR为0或1,插入c为T中p所指结点的左或右子树。p所指结点的 */ /* 原有左或右子树则成为c的右子树 */ if(p) /* p不空 */ { if(LR==0) { c->rchild=p->lchild; p->lchild=c; } else /* LR==1 */ { c->rchild=p->rchild; p->rchild=c; } return OK; } return ERROR; /* p空 */ } Status DeleteChild(BiTree p,int LR) /* 形参T无用 */ { /* 初始条件: 二叉树T存在,p指向T中某个结点,LR为0或1 */ /* 操作结果: 根据LR为0或1,删除T中p所指结点的左或右子树 */ if(p) /* p不空 */ { if(LR==0) /* 删除左子树 */ ClearBiTree(&p->lchild); else /* 删除右子树 */ ClearBiTree(&p->rchild); return OK; } return ERROR; /* p空 */ } void PreOrderTraverse(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 初始条件: 二叉树T存在,Visit是对结点操作的应用函数。算法6.1，有改动 */ /* 操作结果: 先序递归遍历T,对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */ if(T) /* T不空 */ { Visit(T->data); /* 先访问根结点 */ PreOrderTraverse(T->lchild,Visit); /* 再先序遍历左子树 */ PreOrderTraverse(T->rchild,Visit); /* 最后先序遍历右子树 */ } } void InOrderTraverse(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 初始条件: 二叉树T存在,Visit是对结点操作的应用函数 */ /* 操作结果: 中序递归遍历T,对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */ if(T) { InOrderTraverse(T->lchild,Visit); /* 先中序遍历左子树 */ Visit(T->data); /* 再访问根结点 */ InOrderTraverse(T->rchild,Visit); /* 最后中序遍历右子树 */ } } typedef BiTree SElemType; /* 设栈元素为二叉树的指针类型 */ #include"c3-1.h" #include"bo3-1.c" Status InOrderTraverse1(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 采用二叉链表存储结构，Visit是对数据元素操作的应用函数。算法6.3 */ /* 中序遍历二叉树T的非递归算法(利用栈)，对每个数据元素调用函数Visit */ SqStack S; InitStack(&S); while(T||!StackEmpty(S)) { if(T) { /* 根指针进栈,遍历左子树 */ Push(&S,T); T=T->lchild; } else { /* 根指针退栈,访问根结点,遍历右子树 */ Pop(&S,&T); if(!Visit(T->data)) return ERROR; T=T->rchild; } } printf("\n"); return OK; } Status InOrderTraverse2(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 采用二叉链表存储结构，Visit是对数据元素操作的应用函数。算法6.2 */ /* 中序遍历二叉树T的非递归算法(利用栈)，对每个数据元素调用函数Visit */ SqStack S; BiTree p; InitStack(&S); Push(&S,T); /* 根指针进栈 */ while(!StackEmpty(S)) { while(GetTop(S,&p)&&p) Push(&S,p->lchild); /* 向左走到尽头 */ Pop(&S,&p); /* 空指针退栈 */ if(!StackEmpty(S)) { /* 访问结点,向右一步 */ Pop(&S,&p); if(!Visit(p->data)) return ERROR; Push(&S,p->rchild); } } printf("\n"); return OK; } void PostOrderTraverse(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 初始条件: 二叉树T存在,Visit是对结点操作的应用函数 */ /* 操作结果: 后序递归遍历T,对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */ if(T) /* T不空 */ { PostOrderTraverse(T->lchild,Visit); /* 先后序遍历左子树 */ PostOrderTraverse(T->rchild,Visit); /* 再后序遍历右子树 */ Visit(T->data); /* 最后访问根结点 */ } } void LevelOrderTraverse(BiTree T,Status(*Visit)(TElemType)) { /* 初始条件：二叉树T存在,Visit是对结点操作的应用函数 */ /* 操作结果：层序递归遍历T(利用队列),对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */ LinkQueue q; QElemType a; if(T) { InitQueue(&q); EnQueue(&q,T); while(!QueueEmpty(q)) { DeQueue(&q,&a); Visit(a->data); if(a->lchild!=NULL) EnQueue(&q,a->lchild); if(a->rchild!=NULL) EnQueue(&q,a->rchild); } printf("\n"); } }?
/* main6-2.c 检验bo6-2.c的主程序,利用条件编译选择数据类型(另一种方法) */ #define CHAR /* 字符型 */ /* #define INT /* 整型（二者选一） */ #include"c1.h" #ifdef CHAR typedef char TElemType; TElemType Nil=' '; /* 字符型以空格符为空 */ #endif #ifdef INT typedef int TElemType; TElemType Nil=0; /* 整型以0为空 */ #endif #include"c6-2.h" #include"bo6-2.c" Status visitT(TElemType e) { #ifdef CHAR printf("%c ",e); #endif #ifdef INT printf("%d ",e); #endif return OK; } void main() { int i; BiTree T,p,c; TElemType e1,e2; InitBiTree(&T); printf("构造空二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T)); e1=Root(T); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("二叉树的根为: %c\n",e1); #endif #ifdef INT printf("二叉树的根为: %d\n",e1); #endif else printf("树空，无根\n"); #ifdef CHAR printf("请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n"); #endif #ifdef INT printf("请先序输入二叉树(如:1 2 0 0 0表示1为根结点,2为左子树的二叉树)\n"); #endif 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)); e1=Root(T); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("二叉树的根为: %c\n",e1); #endif #ifdef INT printf("二叉树的根为: %d\n",e1); #endif else printf("树空，无根\n"); printf("中序递归遍历二叉树:\n"); InOrderTraverse(T,visitT); printf("\n中序非递归遍历二叉树:\n"); InOrderTraverse1(T,visitT); printf("中序非递归遍历二叉树(另一种方法):\n"); InOrderTraverse2(T,visitT); printf("后序递归遍历二叉树:\n"); PostOrderTraverse(T,visitT); printf("\n层序遍历二叉树:\n"); LevelOrderTraverse(T,visitT); printf("请输入一个结点的值: "); #ifdef CHAR scanf("%*c%c",&e1); #endif #ifdef INT scanf("%d",&e1); #endif p=Point(T,e1); /* p为e1的指针 */ #ifdef CHAR printf("结点的值为%c\n",Value(p)); #endif #ifdef INT printf("结点的值为%d\n",Value(p)); #endif printf("欲改变此结点的值，请输入新值: "); #ifdef CHAR scanf("%*c%c%*c",&e2); #endif #ifdef INT scanf("%d",&e2); #endif Assign(p,e2); printf("层序遍历二叉树:\n"); LevelOrderTraverse(T,visitT); e1=Parent(T,e2); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("%c的双亲是%c\n",e2,e1); #endif #ifdef INT printf("%d的双亲是%d\n",e2,e1); #endif else #ifdef CHAR printf("%c没有双亲\n",e2); #endif #ifdef INT printf("%d没有双亲\n",e2); #endif e1=LeftChild(T,e2); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("%c的左孩子是%c\n",e2,e1); #endif #ifdef INT printf("%d的左孩子是%d\n",e2,e1); #endif else #ifdef CHAR printf("%c没有左孩子\n",e2); #endif #ifdef INT printf("%d没有左孩子\n",e2); #endif e1=RightChild(T,e2); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("%c的右孩子是%c\n",e2,e1); #endif #ifdef INT printf("%d的右孩子是%d\n",e2,e1); #endif else #ifdef CHAR printf("%c没有右孩子\n",e2); #endif #ifdef INT printf("%d没有右孩子\n",e2); #endif e1=LeftSibling(T,e2); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("%c的左兄弟是%c\n",e2,e1); #endif #ifdef INT printf("%d的左兄弟是%d\n",e2,e1); #endif else #ifdef CHAR printf("%c没有左兄弟\n",e2); #endif #ifdef INT printf("%d没有左兄弟\n",e2); #endif e1=RightSibling(T,e2); if(e1!=Nil) #ifdef CHAR printf("%c的右兄弟是%c\n",e2,e1); #endif #ifdef INT printf("%d的右兄弟是%d\n",e2,e1); #endif else #ifdef CHAR printf("%c没有右兄弟\n",e2); #endif #ifdef INT printf("%d没有右兄弟\n",e2); #endif InitBiTree(&c); printf("构造一个右子树为空的二叉树c:\n"); #ifdef CHAR printf("请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n"); #endif #ifdef INT printf("请先序输入二叉树(如:1 2 0 0 0表示1为根结点,2为左子树的二叉树)\n"); #endif CreateBiTree(&c); printf("先序递归遍历二叉树c:\n"); PreOrderTraverse(c,visitT); printf("\n树c插到树T中,请输入树T中树c的双亲结点 c为左(0)或右(1)子树: "); #ifdef CHAR scanf("%*c%c%d",&e1,&i); #endif #ifdef INT scanf("%d%d",&e1,&i); #endif p=Point(T,e1); /* p是T中树c的双亲结点指针 */ InsertChild(p,i,c); printf("先序递归遍历二叉树:\n"); PreOrderTraverse(T,visitT); printf("\n删除子树,请输入待删除子树的双亲结点 左(0)或右(1)子树: "); #ifdef CHAR scanf("%*c%c%d",&e1,&i); #endif #ifdef INT scanf("%d%d",&e1,&i); #endif p=Point(T,e1); DeleteChild(p,i); printf("先序递归遍历二叉树:\n"); PreOrderTraverse(T,visitT); printf("\n"); DestroyBiTree(&T); }?