第十周 项目3-4返回二叉链b中data值为x的节点的层数

本文详细介绍了如何使用递归方法计算二叉树中指定节点的深度,并提供了相关函数和示例代码。
/*

文件名称:main.cpp

作者       :王超

完成日期:2015年11月6日

问题描述:算法Level(b,x,h),返回二叉链b中data值为x的节点的层数。

*/

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


int main()
{
    BTNode *b;
    CreateBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))");
    printf("值为\'K\'的节点在二叉树中出现在第 %d 层上n",Level(b,'K',1));
    DestroyBTNode(b);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "btree.h"
int Level(BTNode *b,ElemType x,int h)
{
    int l;
    if (b==NULL)
        return 0;
    else if (b->data==x)
        return h;
    else
    {
        l=Level(b->lchild,x,h+1);
        if (l==0)
            return Level(b->rchild,x,h+1);
        else
            return l;
    }
}

void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)     //由str串创建二叉链
{
    BTNode *St[MaxSize],*p=NULL;
    int top=-1,k,j=0;
    char ch;
    b=NULL;             //建立的二叉树初始时为空
    ch=str[j];
    while (ch!='\0')    //str未扫描完时循环
    {
        switch(ch)
        {
        case '(':
            top++;
            St[top]=p;
            k=1;
            break;      //为左节点
        case ')':
            top--;
            break;
        case ',':
            k=2;
            break;                          //为右节点
        default:
            p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
            p->data=ch;
            p->lchild=p->rchild=NULL;
            if (b==NULL)                    //p指向二叉树的根节点
                b=p;
            else                            //已建立二叉树根节点
            {
                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域为x的节点指针
{
    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节点的左孩子节点指针
{
    return p->lchild;
}
BTNode *RchildNode(BTNode *p)   //返回*p节点的右孩子节点指针
{
    return p->rchild;
}
int BTNodeDepth(BTNode *b)  //求二叉树b的深度
{
    int lchilddep,rchilddep;
    if (b==NULL)
        return(0);                          //空树的高度为0
    else
    {
        lchilddep=BTNodeDepth(b->lchild);   //求左子树的高度为lchilddep
        rchilddep=BTNodeDepth(b->rchild);   //求右子树的高度为rchilddep
        return (lchilddep>rchilddep)? (lchilddep+1):(rchilddep+1);
    }
}
void DispBTNode(BTNode *b)  //以括号表示法输出二叉树
{
    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)   //销毁二叉树
{
    if (b!=NULL)
    {
        DestroyBTNode(b->lchild);
        DestroyBTNode(b->rchild);
        free(b);
    }
}

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
typedef struct node
{
    ElemType data;              //数据元素
    struct node *lchild;        //指向左孩子
    struct node *rchild;        //指向右孩子
} BTNode;
int Level(BTNode *b,ElemType x,int h);
void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str);        //由str串创建二叉链
BTNode *FindNode(BTNode *b,ElemType x);     //返回data域为x的节点指针
BTNode *LchildNode(BTNode *p);  //返回*p节点的左孩子节点指针
BTNode *RchildNode(BTNode *p);  //返回*p节点的右孩子节点指针
int BTNodeDepth(BTNode *b); //求二叉树b的深度
void DispBTNode(BTNode *b); //以括号表示法输出二叉树
void DestroyBTNode(BTNode *&b);  //销毁二叉树

 

以下是使用C语言实现根据输入的N个整数构建二叉排序树,并计算以元素K为根的子树节点个数的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉排序树的节点结构 typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; // 创建新节点 TreeNode* createNode(int data) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); newNode->data = data; newNode->left = newNode->right = NULL; return newNode; } // 插入节点到二叉排序树 TreeNode* insert(TreeNode* root, int data) { if (root == NULL) { return createNode(data); } if (data < root->data) { root->left = insert(root->left, data); } else if (data > root->data) { root->right = insert(root->right, data); } return root; } // 查找以K为根的节点 TreeNode* findNode(TreeNode* root, int K) { if (root == NULL || root->data == K) { return root; } if (K < root->data) { return findNode(root->left, K); } else { return findNode(root->right, K); } } // 计算子树的节点个数 int countNodes(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return 0; } return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right); } int main() { int N, K; scanf("%d %d", &N, &K); TreeNode* root = NULL; for (int i = 0; i < N; i++) { int num; scanf("%d", &num); root = insert(root, num); } TreeNode* kNode = findNode(root, K); int nodeCount = countNodes(kNode); printf("%d\n", nodeCount); return 0; } ``` ### 代码说明 1. **TreeNode结构体**:定义了二叉排序树的节点结构,包含节点的数据、左子节点和右子节点。 2. **createNode函数**:用于创建一个新的节点,并初始化其数据和左右子节点为`NULL`。 3. **insert函数**:将一个新节点插入到二叉排序树中,根据节点数据的大小递归地插入到左子树或右子树。 4. **findNode函数**:在二叉排序树中查找为`K`的节点,并返回节点的指针。 5. **countNodes函数**:递归地计算以某个节点为根的子树的节点个数。 6. **main函数**:读取输入的`N`和`K`,然后依次读取`N`个整数,构建二叉排序树。接着查找为`K`的节点,并计算以该节点为根的子树的节点个数,最后输出结果。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:插入操作的时间复杂度为$O(N log N)$,查找操作的时间复杂度为$O(log N)$,计算节点个数的时间复杂度为$O(N)$,因此总的时间复杂度为$O(N log N)$。 - **空间复杂度**:主要是二叉排序树的空间开销,为$O(N)$。
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