大话数据结构——树

双亲表示法的结点结构定义代码

/* 树的双亲表示法结点结构定义 */
#define MAX_TREE_SIZE 100

typedef int TElemType;				/* 树结点的数据类型,目前暂定为整型 */

typedef struct PTNode				/* 结点结构 */
{
	TElemType data;					/* 结点数据 */
	int parent;						/* 双亲位置 */
} PTNode;

typedef struct						/* 树结构 */
{
	PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];	/* 结点数组 */
	int r,n;						/* 根的位置和结点数 */
} PTree;

孩子表示法的结点结构定义


/* 树的孩子表示法结构定义 */
#define MAX_TREE_SIZE 100

typedef int TElemType;			/* 树结点的数据类型,目前暂定为整型 */

typedef struct CTNode			/* 孩子结点 */
{
	int child;	
	struct CTNode *next;	
} *ChildPtr;

typedef struct 					/* 表头结构 */
{
	TElemType data;	
	ChildPtr firstchild;	
} CTBox;

typedef struct	     			/* 树结构 */
{
	CTBox nodes[MAX_TREE_SIZE];	/* 结点数组 */
	int r,n;					/* 根的位置和结点数 */
} CTree;

``二叉树的二叉链表结点结构定义 
/* 二叉树的二叉链表结点结构定义 */
typedef struct BiTNode  			/* 结点结构 */
{
   TElemType data;					/* 结点数据 */
   struct BiTNode *lchild,*rchild; 	/* 左右孩子指针 */
}BiTNode,*BiTree;
/* 二叉树的前序遍历递归算法 */
/* 初始条件: 二叉树T存在 */
/* 操作结果: 前序递归遍历T */
void PreOrderTraverse(BiTree T)
{ 
	if(T==NULL)
		return;
	printf("%c",T->data);		/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */
	PreOrderTraverse(T->lchild);/* 再先序遍历左子树 */
	PreOrderTraverse(T->rchild);/* 最后先序遍历右子树 */
}

/* 二叉树的中序遍历递归算法 */
/* 初始条件: 二叉树T存在 */
/* 操作结果: 中序递归遍历T */
void InOrderTraverse(BiTree T)
{ 
	if(T==NULL)
		return;
	InOrderTraverse(T->lchild); /* 中序遍历左子树 */
	printf("%c",T->data);		/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */
	InOrderTraverse(T->rchild); /* 最后中序遍历右子树 */
}
/* 二叉树的后序遍历递归算法 */
/* 初始条件: 二叉树T存在 */
/* 操作结果: 后序递归遍历T */
void PostOrderTraverse(BiTree T)
{
	if(T==NULL)
		return;
	PostOrderTraverse(T->lchild); 	/* 先后序遍历左子树  */
	PostOrderTraverse(T->rchild); 	/* 再后序遍历右子树  */
	printf("%c",T->data);			/* 显示结点数据,可以更改为其它对结点操作 */
}
/* 按前序输入二叉树中结点的值(一个字符) */
/* #表示空树,构造二叉链表表示二叉树T。 */
void CreateBiTree(BiTree *T)
{ 
	TElemType ch;
	
	scanf("%c",&ch);
	ch=str[index++];

	if(ch=='#') 
		*T=NULL;
	else
	{
		*T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
		if(!*T)
			exit(OVERFLOW);
		(*T)->data=ch; 					/* 生成根结点 */
		CreateBiTree(&(*T)->lchild); 	/* 构造左子树 */
		CreateBiTree(&(*T)->rchild); 	/* 构造右子树 */
	}
}
/* 二叉树的二叉线索存储结构定义 */
typedef char TElemType;
typedef enum {Link,Thread} PointerTag;	/* Link==0表示指向左右孩子指针, */
										/* Thread==1表示指向前驱或后继的线索 */
typedef  struct BiThrNode				/* 二叉线索存储结点结构 */
{
	TElemType data;						/* 结点数据 */
	struct BiThrNode *lchild, *rchild;	/* 左右孩子指针 */
	PointerTag LTag;
	PointerTag RTag;					/* 左右标志 */
} BiThrNode, *BiThrTree;

BiThrTree pre; 					/* 全局变量,始终指向刚刚访问过的结点 */
/* 中序遍历进行中序线索化 */
void InThreading(BiThrTree p)
{ 
	if(p)
	{
		InThreading(p->lchild); /* 递归左子树线索化 */
		if(!p->lchild) 			/* 没有左孩子 */
		{
			p->LTag=Thread; 	/* 前驱线索 */
			p->lchild=pre; 		/* 左孩子指针指向前驱 */
		}
		if(!pre->rchild) 		/* 前驱没有右孩子 */
		{
			pre->RTag=Thread; 	/* 后继线索 */
			pre->rchild=p; 		/* 前驱右孩子指针指向后继(当前结点p) */
		}
		pre=p; 					/* 保持pre指向p的前驱 */
		InThreading(p->rchild); /* 递归右子树线索化 */
	}
}
### 平衡二叉的左旋和右旋操作 #### 左旋转原理及实现 当向平衡二叉中插入新节点后,如果某节点A的右子高度大于左子高度超过1,则需要对该节点执行左旋转操作。具体来说,假设存在一个失衡节点A及其右孩子B,其中B可以有任意数量的孩子节点。 为了恢复平衡状态,将把A作为根节点的子重构为以B为根的新子,并使原属于B的左子成为A的新右子[^1]: ```python def left_rotate(node_a): node_b = node_a.right # B is the right child of A t2 = node_b.left # T2 is the left subtree of B # Perform rotation node_b.left = node_a node_a.right = t2 # Update heights (if applicable) update_height(node_a) update_height(node_b) return node_b # New root after rotation ``` #### 右旋转原理及实现 相反情况下,即当某个节点A的左子高度高于右子达到或超过两个单位时,则需实施一次右旋转动作来重新获得平衡特性。此时假定有一个失衡点A以及它的左侧直系后代C构成这样的情况。 通过交换位置的方式,让原本处于较低层次上的元素上升到更高的级别上去,从而使得整棵的高度差异减小至允许范围内: ```python def right_rotate(node_c): node_a = node_c.left # C's left child becomes new root t2 = node_a.right # Store intermediate part between A and its parent # Execute rotation process node_a.right = node_c node_c.left = t2 # Refresh height information accordingly update_height(node_c) update_height(node_a) return node_a # Return updated sub-tree head ``` 上述两种基本变换能够有效地维持整个数据结构内部各个部分之间相对稳定的关系,确保任何时刻都能满足定义所规定的条件——任一给定点处左右两侧分支的最大深度差距不超过±1[^4]。
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