//function.h负责描写二叉树和辅助队列的结构
//queue.cpp负责队列的基本操作
//main.cpp主函数
二叉树的层序建立与前、中、后、层序遍历代码
function.h
//function.h负责描写二叉树和辅助队列的结构
//王道考研C语言督学营内容
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//二叉树的结构
typedef char BiElemType;
typedef struct BiTNode{
BiElemType c;
struct BiTNode *lchild;
struct BiTNode *rchild;
}BiTNode,*BiTree;
//tag结构体是辅助队列使用的
typedef struct tag{
BiTree p;//树的某一个结点的地址值
struct tag *pnext;
}tag_t,*ptag_t;
//队列的相关数据结构
typedef BiTree ElemType;
typedef struct LinkNode{
ElemType data;
struct LinkNode *next;
}LinkNode;
typedef struct{
LinkNode *front,*rear;//链表头和尾,也可叫队头队尾
}LinkQueue;
//声明函数,不然会报错
void InitQueue(LinkQueue &Q);
bool IsEmpty(LinkQueue Q);
void EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType x);
bool DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &x);
queue.cpp
//队列的基本操作
#include "function.h"
//队列的初始化
void InitQueue(LinkQueue &Q)
{
Q.front = Q.rear = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));//头和尾指向同一个结点
Q.front->next = NULL;//头结点的next指针为NULL
}
//队列判断是否为空
bool IsEmpty(LinkQueue Q)
{
if(Q.front == Q.rear)
{
return true;
}else
{
return false;
}
}
//入队,尾部插入法
void EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType x)
{
LinkNode *s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
s->data = x;
s->next = NULL;
Q.rear->next = s;//rear始终指向尾部
Q.rear = s;
}
//出队
bool DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &x)
{
if(Q.front==Q.rear)
{
return false;//队列为空
}
LinkNode *p=Q.front->next;//头结点什么都没存,所以头结点的下一个结点才有数据
x = p->data;
Q.front->next = p->next;//断链
if(Q.rear==p)//如果删除的是最后一个元素
{
Q.rear = Q.front;//队列为空,尾指针指向头指针
}
free(p);
return true;
}
main.cpp
//二叉树的层序建立和前、中、后、层序遍历
#include "function.h"
//前序遍历,也叫先序遍历,也是深度优先遍历
void PreOrder(BiTree p)
{
if(p!=NULL)
{
printf("%c",p->c);
PreOrder(p->lchild);//打印左子树
PreOrder(p->rchild);//打印右子树
}
}
//中序遍历
void InOrder(BiTree p)
{
if(p!=NULL)
{
InOrder(p->lchild);//打印左子树
printf("%c",p->c);
InOrder(p->rchild);//打印右子树
}
}
//后序遍历
void PostOrder(BiTree p)
{
if(p!=NULL)
{
PostOrder(p->lchild);//打印左子树
PostOrder(p->rchild);//打印右子树
printf("%c",p->c);
}
}
//层序遍历
void LevelOrder(BiTree T)
{
LinkQueue Q;//辅助队列
InitQueue(Q);//初始化队列
BiTree p;
EnQueue(Q,T);//树根入队
while(!IsEmpty(Q))
{
DeQueue(Q,p);//出队当前结点并打印
printf("%c",p->c);
if(p->lchild!=NULL)
{
EnQueue(Q,p->lchild);
}
if(p->rchild!=NULL)
{
EnQueue(Q,p->rchild);
}
}
}
int main()
{
BiTree pnew;//用来指向新申请的树结点
BiTree tree = NULL;//tree是指向树根的,代表树
//phead就是队列头,ptail就是队列尾
//listpnew是链队实现要指向NULL
//pcur是进树时当前结点的父亲
ptag_t phead = NULL,ptail = NULL,listpnew = NULL,pcur = NULL;
char c;
printf("请层序输入树的内容:\n");
//输入abcdefghij
while(scanf("%c",&c))
{
if(c=='\n')
{
break;//读到换行就结束
}
//calloc申请的空间大小是两个参数直接相乘
//并对空间进行初始化,赋值为0
pnew = (BiTree)calloc(1,sizeof(BiTNode));
/*相当于
pnew = new BiTNode;
pnew->lchild = NULL;
pnew->rchild = NULL;
*/
//给队列结点申请空间
pnew->c = c;
listpnew = (ptag_t)calloc(1,sizeof(tag_t));
listpnew->p = pnew;//重点,在树和队列之间建立了联系
//如果是树的第一个结点
if(tree ==NULL)
{
tree = pnew;//tree是指向树的根结点
phead = listpnew;//第一个结点既是队列头,也是队列尾
ptail = listpnew;
pcur = listpnew;//pcur要指向要进入树的父亲元素
} else
{
//让元素先入队列
ptail->pnext = listpnew;
ptail = listpnew;
//接下来把pnew结点放入树中
if(pcur->p->lchild ==NULL)
{
pcur->p->lchild = pnew;//pcur->p左孩子为空,就放入左孩子
}else if(pcur->p->rchild ==NULL)
{
pcur->p->rchild = pnew;//pcur->p右孩子为空,就放入右孩子
pcur = pcur->pnext;//当前结点左右孩子都有了,pcur就指向下一个
}
}
}
printf("先序遍历\n");
PreOrder(tree);//abdhiejcfg
printf("\n");
printf("中序遍历\n");
InOrder(tree);//hdibjeafcg
printf("\n");
printf("后序遍历\n");
PostOrder(tree);//hidjebfgca
printf("\n");
printf("层序遍历\n");
LevelOrder(tree);
printf("\n");
return 0;
}
运行例子:

运行结果:

本文介绍了使用C语言实现二叉树的前序、中序、后序遍历以及层序遍历的方法。通过辅助队列来实现层序遍历,同时展示了如何从层序输入构建二叉树的逻辑。代码包括了队列的操作和二叉树的遍历函数。
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