数据结构之树和二叉树算法实现（C语言）

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VIP免费原创最新推荐文章于 2026-06-26 13:09:09 发布 5.6k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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待我学有所成，结发与蕊可好。@夏瑾墨

开发环境为Dev-C++ 5.11 编译器：MinGW GCC 6.1.0 64-bit
一、算法程序组建目录结构如下：
第一部分：头文件
1. c1.h
2. c3-3.h
3. c6-1.h
4. c6-2.h
5. c6-3.h
6. c6-4.h
7. c6-5.h
8. c6-7.h
第二部分：主程序入口文件
1.main6-1.c
2.main6-2.c
3.main6-3.c
4.main6-4.c
5.main6-5.c
6.main6-6.c
第三部分：核心程序
1.algo6-1.c
2.algo6-2.c
3.bo3-4.c
4.bo6-1.c
5.bo6-2.c
6.bo6-3.c
7.bo6-4.c
8.bo6-5.c
9.bo6-6.c
二、源码解析
https://github.com/Jooeys/DataStructures/tree/Binary-Tree

第一部分：头文件

 /* c1.h (程序名) */
 #include<string.h>
 #include<ctype.h>
 #include<malloc.h> /* malloc()等 */
 #include<limits.h> /* INT_MAX等 */
 #include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */
 #include<stdlib.h> /* atoi() */
 #include<io.h> /* eof() */
 #include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
 #include<process.h> /* exit() */
 /* 函数结果状态代码 */
 #define TRUE 1
 #define FALSE 0
 #define OK 1
 #define ERROR 0
 #define INFEASIBLE -1
 /* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */
 typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */
 typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */

 /* c3-3.h 队列的顺序存储结构(可用于循环队列和非循环队列) */
 #define MAXQSIZE 5 /* 最大队列长度(对于循环队列，最大队列长度要减1) */
 typedef struct
 {
   QElemType *base; /* 初始化的动态分配存储空间 */
   int front; /* 头指针,若队列不空,指向队列头元素 */
   int rear; /* 尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的下一个位置 */
 }SqQueue;

 /* c6-1.h 二叉树的顺序存储表示 */
 #define MAX_TREE_SIZE 100 /* 二叉树的最大结点数 */
 typedef TElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE]; /* 0号单元存储根结点 */

 typedef struct
 {
   int level,order; /* 结点的层,本层序号(按满二叉树计算) */
 }position;

 /* c6-2.h 二叉树的二叉链表存储表示 */
 typedef struct BiTNode
 {
   TElemType data;
   struct BiTNode *lchild,*rchild; /* 左右孩子指针 */
 }BiTNode,*BiTree;

 /* c6-3.h 二叉树的二叉线索存储表示 */
 typedef enum{Link,Thread}PointerTag; /* Link(0):指针,Thread(1):线索 */
 typedef struct BiThrNode
 {
   TElemType data;
   struct BiThrNode *lchild,*rchild; /* 左右孩子指针 */
   PointerTag LTag,RTag; /* 左右标志 */
 }BiThrNode,*BiThrTree;

 /* c6-4.h 树的双亲表存储表示 */
 #define MAX_TREE_SIZE 100
 typedef struct
 {
   TElemType data;
   int parent; /* 双亲位置域 */
 } PTNode;
 typedef struct
 {
   PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];
   int n; /* 结点数 */
 } PTree;

 /* c6-5.h 树的二叉链表(孩子－兄弟)存储表示 */
 typedef struct CSNode
 {
   TElemType data;
   struct CSNode *firstchild,*nextsibling;
 }CSNode,*CSTree;

 /* c6-5.h 树的二叉链表(孩子－兄弟)存储表示 */
 typedef struct CSNode
 {
   TElemType data;
   struct CSNode *firstchild,*nextsibling;
 }CSNode,*CSTree;

 /* c6-7.h 赫夫曼树和赫夫曼编码的存储表示 */
 typedef struct
 {
   unsigned int weight;
   unsigned int parent,lchild,rchild;
 }HTNode,*HuffmanTree; /* 动态分配数组存储赫夫曼树 */
 typedef char **HuffmanCode; /* 动态分配数组存储赫夫曼编码表 */

第二部分：主程序入口文件

 /* main6-1.c 检验bo6-1.c的主程序，利用<条件编译>选择数据类型为char或int */
 /*#define CHAR 1 /* 字符型 */
 #define CHAR 0 /* 整型(二者选一) */
 #include"c1.h"
 #if CHAR
   typedef char TElemType;
   TElemType Nil=' '; /* 设字符型以空格符为空 */
 #else
   typedef int TElemType;
   TElemType Nil=0; /* 设整型以0为空 */ 
 #endif
 #include"c6-1.h"
 #include"bo6-1.c"

 Status visit(TElemType e)
 {
   printf("%d ",e);
   return OK;
 }

 void main()
 {
   Status i;
   int j;
   position p;
   TElemType e;
   SqBiTree T,s;
   InitBiTree(T);
   CreateBiTree(T);
   printf("建立二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
   i=Root(T,&e);
   if(i)
     printf("二叉树的根为：%d\n",e);
   else
     printf("树空，无根\n");
   printf("层序遍历二叉树:\n");
   LevelOrderTraverse(T,visit);
   printf("中序遍历二叉树:\n");
   InOrderTraverse(T,visit);
   printf("后序遍历二叉树:\n");
   PostOrderTraverse(T,visit);
   printf("请输入待修改结点的层号 本层序号: ");
   scanf("%d%d",&p.level,&p.order);
   e=Value(T,p);
   printf("待修改结点的原值为%d请输入新值: ",e);
   scanf("%d",&e);
   Assign(T,p,e);
   printf("先序遍历二叉树:\n");
   PreOrderTraverse(T,visit);
   printf("结点%d的双亲为%d,左右孩子分别为",e,Parent(T,e));
   printf("%d,%d,左右兄弟分别为",LeftChild(T,e),RightChild(T,e));
   printf("%d,%d\n",LeftSibling(T,e),RightSibling(T,e));
   InitBiTree(s);
   printf("建立右子树为空的树s:\n");
   CreateBiTree(s);
   printf("树s插到树T中,请输入树T中树s的双亲结点 s为左(0)或右(1)子树: ");
   scanf("%d%d",&e,&j);
   InsertChild(T,e,j,s);
   Print(T);
   printf("删除子树,请输入待删除子树根结点的层号 本层序号 左(0)或右(1)子树: ");
   scanf("%d%d%d",&p.level,&p.order,&j);
   DeleteChild(T,p,j);
   Print(T);
   ClearBiTree(T);
   printf("清除二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
   i=Root(T,&e);
   if(i)
     printf("二叉树的根为：%d\n",e);
   else
     printf("树空，无根\n");
 }

 /* main6-2.c 检验bo6-2.c的主程序,利用条件编译选择数据类型(另一种方法) */
 #define CHAR /* 字符型 */
 /* #define INT /* 整型（二者选一） */
 #include"c1.h"
 #ifdef CHAR
   typedef char TElemType;
   TElemType Nil=' '; /* 字符型以空格符为空 */
 #endif
 #ifdef INT
   typedef int TElemType;
   TElemType Nil=0; /* 整型以0为空 */
 #endif
 #include"c6-2.h"
 #include"bo6-2.c"

 Status visitT(TElemType e)
 {
 #ifdef CHAR
   printf("%c ",e);
 #endif
 #ifdef INT
   printf("%d ",e);
 #endif
   return OK;
 }

 void main()
 {
   int i;
   BiTree T,p,c;
   TElemType e1,e2;
   InitBiTree(&T);
   printf("构造空二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
   e1=Root(T);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("二叉树的根为: %c\n",e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("二叉树的根为: %d\n",e1);
 #endif
   else
     printf("树空，无根\n");
 #ifdef CHAR
   printf("请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n");
 #endif
 #ifdef INT
   printf("请先序输入二叉树(如:1 2 0 0 0表示1为根结点,2为左子树的二叉树)\n");
 #endif
   CreateBiTree(&T);
   printf("建立二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
   e1=Root(T);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("二叉树的根为: %c\n",e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("二叉树的根为: %d\n",e1);
 #endif
   else
     printf("树空，无根\n");
   printf("中序递归遍历二叉树:\n");
   InOrderTraverse(T,visitT);
   printf("\n中序非递归遍历二叉树:\n");
   InOrderTraverse1(T,visitT);
   printf("中序非递归遍历二叉树(另一种方法):\n");
   InOrderTraverse2(T,visitT);
   printf("后序递归遍历二叉树:\n");
   PostOrderTraverse(T,visitT);
   printf("\n层序遍历二叉树:\n");
   LevelOrderTraverse(T,visitT);
   printf("请输入一个结点的值: ");
 #ifdef CHAR
   scanf("%*c%c",&e1);
 #endif
 #ifdef INT
   scanf("%d",&e1);
 #endif
   p=Point(T,e1); /* p为e1的指针 */
 #ifdef CHAR
   printf("结点的值为%c\n",Value(p));
 #endif
 #ifdef INT
   printf("结点的值为%d\n",Value(p));
 #endif
   printf("欲改变此结点的值，请输入新值: ");
 #ifdef CHAR
   scanf("%*c%c%*c",&e2);
 #endif
 #ifdef INT
   scanf("%d",&e2);
 #endif
   Assign(p,e2);
   printf("层序遍历二叉树:\n");
   LevelOrderTraverse(T,visitT);
   e1=Parent(T,e2);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("%c的双亲是%c\n",e2,e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d的双亲是%d\n",e2,e1);
 #endif
   else
 #ifdef CHAR
     printf("%c没有双亲\n",e2);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d没有双亲\n",e2);
 #endif
   e1=LeftChild(T,e2);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("%c的左孩子是%c\n",e2,e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d的左孩子是%d\n",e2,e1);
 #endif
   else
 #ifdef CHAR
     printf("%c没有左孩子\n",e2);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d没有左孩子\n",e2);
 #endif
   e1=RightChild(T,e2);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("%c的右孩子是%c\n",e2,e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d的右孩子是%d\n",e2,e1);
 #endif
   else
 #ifdef CHAR
     printf("%c没有右孩子\n",e2);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d没有右孩子\n",e2);
 #endif
   e1=LeftSibling(T,e2);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("%c的左兄弟是%c\n",e2,e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d的左兄弟是%d\n",e2,e1);
 #endif
   else
 #ifdef CHAR
     printf("%c没有左兄弟\n",e2);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d没有左兄弟\n",e2);
 #endif
   e1=RightSibling(T,e2);
   if(e1!=Nil)
 #ifdef CHAR
     printf("%c的右兄弟是%c\n",e2,e1);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d的右兄弟是%d\n",e2,e1);
 #endif
   else
 #ifdef CHAR
     printf("%c没有右兄弟\n",e2);
 #endif
 #ifdef INT
     printf("%d没有右兄弟\n",e2);
 #endif
   InitBiTree(&c);
   printf("构造一个右子树为空的二叉树c:\n");
 #ifdef CHAR
   printf("请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n");
 #endif
 #ifdef INT
   printf("请先序输入二叉树(如:1 2 0 0 0表示1为根结点,2为左子树的二叉树)\n");
 #endif
   CreateBiTree(&c);
   printf("先序递归遍历二叉树c:\n");
   PreOrderTraverse(c,visitT);
   printf("\n树c插到树T中,请输入树T中树c的双亲结点 c为左(0)或右(1)子树: ");
 #ifdef CHAR
   scanf("%*c%c%d",&e1,&i);
 #endif
 #ifdef INT
   scanf("%d%d",&e1,&i);
 #endif
   p=Point(T,e1); /* p是T中树c的双亲结点指针 */
   InsertChild(p,i,c);
   printf("先序递归遍历二叉树:\n");
   PreOrderTraverse(T,visitT);
   printf("\n删除子树,请输入待删除子树的双亲结点  左(0)或右(1)子树: ");
 #ifdef CHAR
   scanf("%*c%c%d",&e1,&i);
 #endif
 #ifdef INT
   scanf("%d%d",&e1,&i);
 #endif
   p=Point(T,e1);
   DeleteChild(p,i);
   printf("先序递归遍历二叉树:\n");
   PreOrderTraverse(T,visitT);
   printf("\n");
   DestroyBiTree(&T);
 }

 /* main6-3.c 检验bo6-3.c的主程序 */
 #define CHAR 1 /* 字符型 */
 /*#define CHAR 0 /* 整型(二者选一) */
 #if CHAR
   typedef char TElemType;
   TElemType Nil=' '; /* 字符型以空格符为空 */
 #else
   typedef int TElemType;
   TElemType Nil=0; /* 整型以0为空 */
 #endif
 #include"c1.h"
 #include"c6-3.h"
 #include"bo6-3.c"

 Status vi(TElemType c)
 {
 #if CHAR
   printf("%c ",c);
 #else
   printf("%d ",c);
 #endif
   return OK;
 }

 void main()
 {
   BiThrTree H,T;
 #if CHAR
   printf("请按先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n");
 #else
   printf("请按先序输入二叉树(如:1 2 0 0 0表示1为根结点,2为左子树的二叉树)\n");
 #endif
   CreateBiThrTree(&T); /* 按先序产生二叉树 */
   InOrderThreading(&H,T); /* 中序遍历，并中序线索化二叉树 */
   printf("中序遍历(输出)二叉线索树:\n");
   InOrderTraverse_Thr(H,vi); /* 中序遍历(输出)二叉线索树 */
   printf("\n");
 }

  /* main6-4.c 检验bo6-4.c的主程序 */
 #include"c1.h"
 typedef char TElemType;
 TElemType Nil=' '; /* 以空格符为空 */
 #include"c6-4.h"
 #include"bo6-4.c"

 void vi(TElemType c)
 {
   printf("%c ",c);
 }

 void main()
 {
   int i;
   PTree T,p;
   TElemType e,e1;
   InitTree(&T);
   printf("构造空树后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
   CreateTree(&T);
   printf("构造树T后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
   printf("层序遍历树T:\n");
   TraverseTree(T,vi);
   printf("请输入待修改的结点的值 新值: ");
   scanf("%c%*c%c%*c",&e,&e1);
   Assign(&T,e,e1);
   printf("层序遍历修改后的树T:\n");
   TraverseTree(T,vi);
   printf("%c的双亲是%c,长子是%c,下一个兄弟是%c\n",e1,Parent(T,e1),LeftChild(T,e1),RightSibling(T,e1));
   printf("建立树p:\n");
   InitTree(&p);
   CreateTree(&p);
   printf("层序遍历树p:\n");
   TraverseTree(p,vi);
   printf("将树p插到树T中，请输入T中p的双亲结点 子树序号: ");
   scanf("%c%d%*c",&e,&i);
   InsertChild(&T,e,i,p);
   Print(T);
   printf("删除树T中结点e的第i棵子树，请输入e i: ");
   scanf("%c%d",&e,&i);
   DeleteChild(&T,e,i);
   Print(T);
 }

 /* main6-5.c 检验bo6-5.c的主程序 */
 #include"c1.h"
 typedef char TElemType;
 TElemType Nil=' '; /* 以空格符为空 */
 #include"c6-5.h"
 #include"bo6-5.c"

 void vi(TElemType c)
 {
   printf("%c ",c);
 }

 void main()
 {
   int i;
   CSTree T,p,q;
   TElemType e,e1;
   InitTree(&T);
   printf("构造空树后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
   CreateTree(&T);
   printf("构造树T后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
   printf("先根遍历树T:\n");
   PreOrderTraverse(T,vi);
   printf("\n请输入待修改的结点的值 新值: ");
   scanf("%c%*c%c%*c",&e,&e1);
   Assign(&T,e,e1);
   printf("后根遍历修改后的树T:\n");
   PostOrderTraverse(T,vi);
   printf("\n%c的双亲是%c,长子是%c,下一个兄弟是%c\n",e1,Parent(T,e1),LeftChild(T,e1),RightSibling(T,e1));
   printf("建立树p:\n");
   InitTree(&p);
   CreateTree(&p);
   printf("层序遍历树p:\n");
   LevelOrderTraverse(p,vi);
   printf("\n将树p插到树T中，请输入T中p的双亲结点 子树序号: ");
   scanf("%c%d%*c",&e,&i);
   q=Point(T,e);
   InsertChild(&T,q,i,p);
   printf("层序遍历树T:\n");
   LevelOrderTraverse(T,vi);
   printf("\n删除树T中结点e的第i棵子树，请输入e i: ");
   scanf("%c%d",&e,&i);
   q=Point(T,e);
   DeleteChild(&T,q,i);
   printf("层序遍历树T:\n",e,i);
   LevelOrderTraverse(T,vi);
   printf("\n");
   DestroyTree(&T);
 }

 /* main6-6.c 检验bo6-6.c的主程序 */
 #define CHAR /* 字符型 */
 /*#define INT /* 整型（二者选一） */
 #include"c1.h"
 #ifdef CHAR
   typedef char TElemType;
   TElemType Nil=' '; /* 字符型以空格符为空 */
 #endif
 #ifdef INT
   typedef int TElemType;
   TElemType Nil=0; <