数据结构课程设计（三）：二叉树的构造（C语言）

题目要求

任务：已知二叉树的层序和中序遍历序列，或已知二叉树的先序序列、中序序列，试编写算法建立该二叉树（ 用递归或非递归的方法都可以）。
要求：能够输入树的各个结点，并能够输出用不同方法遍历的遍历序列；分别建立建立二叉树存储结构的的输入函数、输出层序遍历序列的函数、输出先序遍历序列的函数；

算法实现

主函数 main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"
int main()
{
    int com;
    introduce();
    while(scanf("%d",&com)!=EOF)
    {
        switch(com)
        {
            case 1:CZ();break;//已知层序和中序建立二叉树；
            case 2:XZ();break;//已知先序和中序建立二叉树；
            case 3:C();break;//层序遍历
            case 4:
                printf("先序遍历结果为：\n");
                X(T);printf("\n");
                break;//先序遍历
            case 5:
                printf("中序遍历结果为：\n");
                Z(T);printf("\n");
                break;//中序遍历
            case 6:
                printf("后序遍历结果为：\n");
                H(T);printf("\n");
                break;//后序遍历
            case 7:system("cls");break;//清屏
            default :printf("输入操作错误，请重新输入\n");break;
        }
        introduce();
    }
    return 0;
}

头文件 BiTree.h

#ifndef BITREE_H_INCLUDED
#define BITREE_H_INCLUDED
typedef struct node
{
    int data;
    struct node *lchild,*rchild;
}node;

node *T;
int lev[100];//层序序列
int in[100];//中序序列
int pre[100];//先序序列
int n;//记录节点的个数

void CZ();

void XZ();

void C();

void X(node *tree);

void Z(node *tree);

void H(node *tree);

void introduce();
#endif // BITREE_H_INCLUDED

功能介绍 Introduce.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

void introduce()
{
    printf("************1表示已知层序和中序建立二叉树************\n");
    printf("************2表示已知先序和中序建立二叉树************\n");
    printf("************3表示层序遍历二叉树**********************\n");
    printf("************4表示先序遍历二叉树**********************\n");
    printf("************5表示中序遍历二叉树**********************\n");
    printf("************6表示后序遍历二叉树**********************\n");
    printf("************7表示清屏********************************\n");
    printf("************请输入您的操作：*************************\n");
}

先序中序建立二叉树 XZ.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

node *deal1(int *preOrder,int *midOrder,int n)
{
    int midPtr,leftLength,rightLength;
    node *tree=(node *)malloc(sizeof(node));
    tree->data=preOrder[0];
    tree->lchild=tree->rchild=NULL;
    if(n==1)//只剩一个结点时，直接返回
    {
        return tree;
    }
    midPtr=-1;
    while(midOrder[++midPtr]!=preOrder[0]);//找出中序遍历中根节点的位置
    leftLength=midPtr;//左子树结点数
    rightLength=n-leftLength-1;//右子树结点数
    tree->lchild=deal1(&preOrder[1],midOrder,leftLength);
    tree->rchild=deal1(&preOrder[leftLength+1],&midOrder[leftLength+1],rightLength);
    return tree;
}

void XZ()
{
    int i;
    T=(node *)malloc(sizeof(node));
    printf("请输入节点的个数：\n");
    scanf("%d",&n);
    printf("请输入先序遍历的结果：\n");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%d",&pre[i]);
    }
    printf("请输入中序遍历的结果：\n");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%d",&in[i]);
    }
    T=deal1(pre,in,n);
    printf("二叉树创建成功!!!!!!\n");
}
//节点个数
//7
//先序遍历
//1 2 4 5 3 6 7
//中序遍历
//4 2 5 1 6 3 7
//后序遍历结果
//4 5 2 6 7 3 1
//层序遍历结果
//1 2 3 4 5 6 7

层序中序建立二叉树 CZ.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

node* deal(int inL,int inR,int head)//head表示，当前子树的根
{
    if(inL==inR) return NULL;//注意inR是取不到的，开区间，即[inL,inR)
    node* T=(node *)malloc(sizeof(node));
    T->data=head;
    int i,lhead,rhead,k,u,v;
    for(i=inL;in[i]!=head&&i<inR;i++); //在中序序列找到根的位置i，i是根节点的位置也就是左子树节点的个数
    int flag1=0,flag2=0;//分别记录左根和右根是否找到
    for(k=0;k<n;k++)//从中序序列的左子树中，通过层序遍历找到左子树的根
    {
        for(u=inL;u<i;u++)
        {
            if(in[u]==lev[k])//找到左子树的根
            {
                lhead=lev[k];
                flag1=1;
                break;
            }
        }
        if(flag1==1) break;
    }

    for(k=0;k<n;k++)//从中序序列的右子树中，通过层序遍历找到右子树的根
    {
        for(v=i+1;v<inR;v++)
        {
            if(in[v]==lev[k])//找到右子树的根
            {
                rhead=lev[k];
                flag2=1;
                break;
            }
        }
        if(flag2==1) break;
    }
    T->lchild=deal(inL,i,lhead);
    T->rchild=deal(i + 1,inR,rhead);
    return T;
}
void CZ()
{
    printf("请输入结点个数：\n");
    scanf("%d",&n);
    int i;
    printf("请输入层序遍历的结果:\n");
    for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&lev[i]);
    printf("请输入中序遍历的结果：\n");
    for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&in[i]);
    T= deal(0,n,lev[0]);
    printf("二叉树创建成功!!!!!\n");
}
//输入
// 5
//层序：1 2 3 4 5
//中序：4 2 5 1 3

//输出
//后序：4 5 2 3 1
//先序：1 2 4 5 3

层序输出二叉树 C.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

struct duilie
{
    node *aaa[100];
    int rear,front;
};
typedef struct duilie duilie;

duilie duiliechushihua(duilie a)
{
    a.front=a.rear=0;
    return a;
}

int emptyy(duilie a)
{
    if(a.front==a.rear)
        return 1;
    else
        return 0;
}

void C()
{
    printf("层序输出序列为：\n");
    duilie a;
    a=duiliechushihua(a);
    node *temp;
    temp=T;
    a.aaa[a.rear]=temp;
    a.rear++;
    while(!emptyy(a))
    {
        temp=a.aaa[a.front];
        a.front++;
        printf("%d ",temp->data);
        if(temp->lchild!=NULL)
        {
            a.aaa[a.rear]=temp->lchild;
            a.rear++;
        }
        if(temp->rchild!=NULL)
        {
            a.aaa[a.rear]=temp->rchild;
            a.rear++;
        }
    }
    printf("\n");
}

先序输出二叉树 X.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

void X(node *tree)
{
    if(tree==NULL)
    return;
    else
    {
        printf("%d ",tree->data);
        X(tree->lchild);
        X(tree->rchild);
    }
}

中序输出二叉树 Z.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

void Z(node *tree)
{
    if(tree==NULL)
    return;
    else
    {
        Z(tree->lchild);
        printf("%d ",tree->data);
        Z(tree->rchild);
    }
}

后序输出二叉树 H.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include "BiTree.h"

void H(node *tree)
{
    if(tree==NULL)
    return;
    else
    {
        H(tree->lchild);
        H(tree->rchild);
        printf("%d ",tree->data);
    }
}