第十周项目1-二叉树算法库

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本文介绍了一种二叉树的链式存储结构及其基本运算实现，包括创建、查找、输出、销毁等操作，并通过示例进行验证。

问题及代码：

/* 
 
copyright （t） 2016，烟台大学计算机学院 
 
*All rights reserved. 
 
*文件名称：1.cpp 
 
*作者：张相如 
 
*完成日期：2016年11月10日 
 
*版本号：v1.0 
 
*问题描述：定义二叉树的链式存储结构，实现其基本运算，并完成测试。  
要求：  
　　1、头文件btree.h中定义数据结构并声明用于完成基本运算的函数。对应基本运算的函数包括： 
    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 
　　2、在btree.cpp中实现这些函数  
　　3、在main函数中完成测试，包括如下内容：  
　　（1）用”A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))”创建如图的二叉树用于测试。  
　　（2）输出二叉树 
　　（3）查找值为’H’的节点，若找到，输出值为’H’的节点的左、右孩子的值  
　　（4）求高度二叉树高度  
　　（5）销毁二叉树 
 
*输入描述：二叉树str串 
 
*程序输出：基本运算测试结果 
 
*/

btree.h：

#include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
#define MaxSize 100  
typedef char ElemType;  
typedef struct node                             //二叉链存储结构  
{  
    ElemType data;                              //数据元素  
    struct node *lchild;                        //指向左孩子节点  
    struct node *rchild;                        //指向右孩子节点  
} BTNode;  
  
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

btree.cpp：

#include "btree.h"  
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);  
    }  
}

main.cpp：

#include <stdio.h>  
#include "btree.h"  
int main()  
{  
    BTNode *b,*p,*lp,*rp;  
    char str[MaxSize];                         //创建二叉树的str串  
    char x;  
    while(gets(str)!=NULL)  
    {  
        CreateBTNode(b,str);                   //创建二叉树  
        printf("二叉树创建成功：\n");  
        DispBTNode(b);  
        printf("\n");  
  
        printf("请输入查找节点：\n");          //查找节点  
        scanf("%c",&x);  
        p=FindNode(b,x);  
        if (p!=NULL)  
        {  
            lp=LchildNode(p);  
            if (lp!=NULL)  
                printf("左孩子为%c ",lp->data);  
            else  
                printf("无左孩子 ");  
            rp=RchildNode(p);  
            if (rp!=NULL)  
                printf("右孩子为%c",rp->data);  
            else  
                printf("无右孩子 ");  
        }  
        else  
            printf("未找到！");  
        printf("\n");  
  
        printf("二叉树b的深度为：%d\n\n",BTNodeDepth(b));     //求二叉树深度  
  
        DestroyBTNode(b);                                     //释放二叉树  
        printf("二叉树释放成功！\n");  
          
        fflush(stdin);                          //清空缓冲区，避免之前读入的字符串的影响  
    }  
    return 0;  
}

运行结果：