实验5：树和二叉树的实验1

实验5：树和二叉树的实验1

一、实验目的

1、   熟练理解树和二叉树的相关概念，掌握的存储结构和相关操作实现；

2、   掌握树的顺序结构的实现；

3、   学会运用树的知识解决实际问题

二、 实验内容

自己确定一个二叉树（树结点类型、数目和结构自定）利用顺序结构方法存储。实现树的构造，并完成：

1）层序输出结点数据；

2）以合理的格式，输出各个结点和双亲、孩子结点信息；

3）输出所有的叶子结点信息；

4）分析你的算法对于给定的二叉树的存储效率。

三、实验步骤

1、结点的数据类型：结点数据类型采用的是字符型。

2、具体算法：

 ①建立二叉树函数void CreateTree();采用数组建立二叉树。

 ②按位查找结点信息void Message(int x);输入序号，查找结点信息；查找结点双亲信息；判断该结点是否有孩子，有则输出孩子。 

 ③叶子结点void Leaves();判断其孩子结点是否为空，若左右孩子结点均为空，则输出。

 ④层序输出void LeverOrder();输出数组内元素。

3、完整程序代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;
const int M=100;

class Btree
{
	public:
		Btree(){length=0;}
		void CreateTree();        //建立二叉树函数 
		void Message(int x);       //按位查找。结点信息 
		void Leaves();              //叶子结点  
     	        void LeverOrder();            //层序输出
	private:
		char a[M];
		int length;
};

void Btree::CreateTree()  //建立二叉树函数
{   
	int i=1;
	char ch;
	cout<<"\t\t\t输入'#'表示结点为空，输入'0'表示停止输入！"<<endl<<endl; 
	cout<<"\t\t\t输入二叉树的数据：";
	while(1)
	{    
	    cin>>ch;
	    if(ch=='0') {cout<<endl<<"\t\t\t该二叉树建立成功！"<<endl; break;}
	    else  a[i++]=ch;length++;	
	}	
}

void Btree::Message(int i)                //按位查找。结点信息 
{
        int t;
	while(t)
	{
		cout<<"\t\t\t请输入数字(1-"<<length<<")查找结点：";
		cin>>i; 
		if(a[i]=='#'||i>length) cout<<"\t\t\t该结点不存在！";
		else
		{
	     	cout<<"\t\t\t该结点信息："<<a[i]<<endl;
		cout<<"\t\t\t该结点的双亲结点信息："<<a[i/2]<<endl;
  		if(a[2*i]=='#'||(2*i)>length)
	     	cout<<"\t\t\t该结点无左孩子！"<<endl; 
	    	else  cout<<"\t\t\t该结点的左孩子结点信息："<<a[2*i]<<endl;	
		if(a[2*i+1]=='#'||(2*i+1)>length)
	     	cout<<"\t\t\t该结点无右孩子！"<<endl;
	     	else  cout<<"\t\t\t该结点的右孩子结点信息："<<a[2*i+1]<<endl;	
	        }
        cout<<"\t\t\t是否继续查找(1/0)："; 
    	cin>>t;
        cout<<endl;	  
	} 
	
}

void Btree::Leaves()
{
	if(a[1]!='0')
	{
	    cout<<"\t\t\t叶子结点为：";
		for(int i=1;i<=length;i++)
	    {
		if((a[2*i]=='#'&&a[2*i+1]=='#')||((2*i+1)>length&&(2*i)>length)&&a[i]!='#')
		cout<<a[i]<<" ";
	    }
	    cout<<endl; 
	}
	else cout<<"\t\t\t该树为空！";
}

void Btree::LeverOrder()                      层序输出
{       
       if(a[1]!='0')
	  {
	     for(int i=1;i<=length;i++)
	     cout<<"  "<<a[i];
	  }
	else cout<<"\t\t\t该树为空！";		
}

int main()
{    
    Btree btree;
    int x;
    while(1)  
    {  
    cout<<endl<<"\t\t\t二叉树顺序存储的实现"<<endl<<endl;       
    cout<<"\t\t\t     1.建立树"<<endl;  
    cout<<"\t\t\t     2.结点信息"<<endl;  
    cout<<"\t\t\t     3.叶子结点"<<endl;  
    cout<<"\t\t\t     4.层序输出"<<endl;   
    cout<<"\t\t\t     0.退出"<<endl<<endl;          
    cout<<"\t\t\t请选择操作(0-4):";  
    cin>>x;  
    cout<<endl;  
    if(x==0)  
    break;  
    switch(x)  
       {  
        case 1:                                    
            {  
                btree.CreateTree();          //建立树 
                break;
            }  
        case 2:                                       //按位查找
            {  
                int x;
                btree.Message(x);
                break;
            }  
        case 3:                                            //叶子结点  
            {   
                btree.Leaves();
                break;  
            }  
        case 4:                                             //层序输出
            {  
                cout<<"\t\t\t各结点信息:";
			    btree.LeverOrder();
			    cout<<endl;
                break;  
            }  
        default:  
            {  
                cout<<"\t\t\t请输入数字(0-5)！"<<endl;  
            }  
       }      
    }     
}

4、运行结果截图：

5、总体收获和不足。

收获：在这次实验中，采用的是顺序结构来实现二叉树。在编程过程中，我不断地去思考在实际情况中可能会发生的一些情况，例如：在查找结点时，其输入的查找序号大于数组的序号，这样的话要怎么解决。这些细节上的调整是比较重要的，而且对于锻炼自己思考问题更具体，全面很有帮助。

不足：在解决问题时不够迅速，对代码编程熟练度不够高。