【PTA数据结构 | C语言版】层序遍历二叉树

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#数据结构 #c语言 #算法

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文章目录

- 题目
- 代码

题目

请编写程序，创建一棵有 3 个结点的二叉树，并输出其层序遍历序列。

输入格式：
输入给出 3 个整数，依次为二叉树根结点的左孩子、右孩子、根结点本身存储的键值。

输出格式：
输出二叉树的层序遍历序列，每个数字占一行。

输入样例：
1 2 3

输出样例：
3
1
2

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义二叉树节点结构
typedef struct TreeNode {
    int data;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
} TreeNode;

// 创建新节点
TreeNode* createNode(int data) {
    TreeNode* node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
    node->data = data;
    node->left = NULL;
    node->right = NULL;
    return node;
}

// 创建二叉树
TreeNode* createTree(int left_val, int right_val, int root_val) {
    TreeNode* root = createNode(root_val);
    root->left = createNode(left_val);
    root->right = createNode(right_val);
    return root;
}

// 定义队列节点结构
typedef struct QueueNode {
    TreeNode* node;
    struct QueueNode* next;
} QueueNode;

// 定义队列结构
typedef struct {
    QueueNode* front;
    QueueNode* rear;
} Queue;

// 初始化队列
void initQueue(Queue* q) {
    q->front = q->rear = NULL;
}

// 判断队列是否为空
int isEmpty(Queue* q) {
    return q->front == NULL;
}

// 入队
void enqueue(Queue* q, TreeNode* node) {
    QueueNode* newNode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
    newNode->node = node;
    newNode->next = NULL;
    
    if (isEmpty(q)) {
        q->front = q->rear = newNode;
    } else {
        q->rear->next = newNode;
        q->rear = newNode;
    }
}

// 出队
TreeNode* dequeue(Queue* q) {
    if (isEmpty(q)) return NULL;
    
    QueueNode* temp = q->front;
    TreeNode* node = temp->node;
    q->front = q->front->next;
    
    if (q->front == NULL) {
        q->rear = NULL;
    }
    
    free(temp);
    return node;
}

// 层序遍历
void levelOrderTraversal(TreeNode* root) {
    if (root == NULL) return;
    
    Queue q;
    initQueue(&q);
    enqueue(&q, root);
    
    while (!isEmpty(&q)) {
        TreeNode* current = dequeue(&q);
        printf("%d\n", current->data);
        
        if (current->left != NULL) {
            enqueue(&q, current->left);
        }
        
        if (current->right != NULL) {
            enqueue(&q, current->right);
        }
    }
}

int main() {
    int left_val, right_val, root_val;
    
    // 读取输入
    scanf("%d %d %d", &left_val, &right_val, &root_val);
    
    // 创建二叉树
    TreeNode* root = createTree(left_val, right_val, root_val);
    
    // 层序遍历并输出
    levelOrderTraversal(root);
    
    return 0;
}