第十週項目一二叉樹算法庫

原創

2020-02-21 04:10

問題描述及代碼：

#ifndef BTREE_H_INCLUDED
#define BTREE_H_INCLUDED
/*
*煙臺大學計控學院
*作    者：孫啓先
*完成日期：2016年11月3日
*問題描述：定義二叉樹的鏈式存儲結構，實現其基本運算，並完成測試。
要求：
　　1、頭文件btree.h中定義數據結構並聲明用於完成基本運算的函數。對應基本運算的函數包括：

void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str);        //由str串創建二叉鏈
BTNode *FindNode(BTNode *b,ElemType x);     //返回data域爲x的節點指針
BTNode *LchildNode(BTNode *p);      //返回*p節點的左孩子節點指針
BTNode *RchildNode(BTNode *p);      //返回*p節點的右孩子節點指針
int BTNodeDepth(BTNode *b);     //求二叉樹b的深度
void DispBTNode(BTNode *b);     //以括號表示法輸出二叉樹
void DestroyBTNode(BTNode *&b);     //銷燬二叉樹1
　　2、在btree.cpp中實現這些函數
　　3、在main函數中完成測試，包括如下內容：
　　（1）用”A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))”創建如圖的二叉樹用於測試。

　　（2）輸出二叉樹
　　（3）查找值爲’H’的節點，若找到，輸出值爲’H’的節點的左、右孩子的值
　　（4）求高度二叉樹高度
　　（5）銷燬二叉樹
*/
#endif // BTREE_H_INCLUDED

（1）btree.h

#ifndef BTREE_H_INCLUDED
#define BTREE_H_INCLUDED
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
typedef struct node
{
    ElemType data;              //數據元素
    struct node *lchild;        //指向左孩子
    struct node *rchild;        //指向右孩子
} BTNode;
void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str);        //由str串創建二叉鏈
BTNode *FindNode(BTNode *b,ElemType x);     //返回data域爲x的節點指針
BTNode *LchildNode(BTNode *p); //返回*p節點的左孩子節點指針
BTNode *RchildNode(BTNode *p); //返回*p節點的右孩子節點指針
int BTNodeDepth(BTNode *b); //求二叉樹b的深度
void DispBTNode(BTNode *b); //以括號表示法輸出二叉樹
void DestroyBTNode(BTNode *&b); //銷燬二叉樹

#endif // BTREE_H_INCLUDED

（2）btree.cpp

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "btree.h"

void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)     //由str串創建二叉鏈
{
    BTNode *St[MaxSize],*p=NULL;
    int top=-1,k,j=0;
    char ch;
    b=NULL;             //建立的二叉樹初始時爲空
    ch=str[j];
    while (ch!='\0')    //str未掃描完時循環
    {
        switch(ch)
        {
        case '(':
            top++;
            St[top]=p;
            k=1;
            break;      //爲左節點
        case ')':
            top--;
            break;
        case ',':
            k=2;
            break;                          //爲右節點
        default:
            p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
            p->data=ch;
            p->lchild=p->rchild=NULL;
            if (b==NULL)                    //p指向二叉樹的根節點
                b=p;
            else                            //已建立二叉樹根節點
            {
                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) //返回data域爲x的節點指針
{
    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)   //返回*p節點的左孩子節點指針
{
    return p->lchild;
}
BTNode *RchildNode(BTNode *p)   //返回*p節點的右孩子節點指針
{
    return p->rchild;
}
int BTNodeDepth(BTNode *b) //求二叉樹b的深度
{
    int lchilddep,rchilddep;
    if (b==NULL)
        return(0);                          //空樹的高度爲0
    else
    {
        lchilddep=BTNodeDepth(b->lchild);   //求左子樹的高度爲lchilddep
        rchilddep=BTNodeDepth(b->rchild);   //求右子樹的高度爲rchilddep
        return (lchilddep>rchilddep)? (lchilddep+1):(rchilddep+1);
    }
}
void DispBTNode(BTNode *b) //以括號表示法輸出二叉樹
{
    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(")");
        }
    }
}
void DestroyBTNode(BTNode *&b)   //銷燬二叉樹
{
    if (b!=NULL)
    {
        DestroyBTNode(b->lchild);
        DestroyBTNode(b->rchild);
        free(b);
    }
}

（3）main.cpp

#include"btree.h"
#include<stdio.h>
int main()
{
    BTNode *b,*p,*lp,*rp;;
    printf(" (1)創建二叉樹:");
    CreateBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))");
    printf("\n");
    printf(" (2)輸出二叉樹:");
    DispBTNode(b);
    printf("\n");
    printf(" (3)查找H節點:");
    p=FindNode(b,'H');
    if (p!=NULL)
    {
        lp=LchildNode(p);
        if (lp!=NULL)
            printf("左孩子爲%c ",lp->data);
        else
            printf("無左孩子 ");
        rp=RchildNode(p);
        if (rp!=NULL)
            printf("右孩子爲%c",rp->data);
        else
            printf("無右孩子 ");
    }
    else
        printf(" 未找到！");
    printf("\n");
    printf(" (4)二叉樹b的深度:%d\n",BTNodeDepth(b));
    printf(" (5)釋放二叉樹b\n");
    DestroyBTNode(b);
    return 0;

}