第十周项目1-二叉树算法库

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分类专栏：数据结构上机项目集

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cr496352127/article/details/53019283

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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，并通过具体实例进行验证。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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：常锐

*完成日期：2016年11月3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：