#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
typedef struct node
{
 ElemType data;    //資料元素
 struct node *lchild;  //指向左孩子
 struct node *rchild;  //指向右孩子
} BTNode;
void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)  //由str串建立二叉鏈
{
 BTNode *St[MaxSize],*p=NULL;
 int top=-1,k,j=0; 
 char ch;
 b=NULL;    //建立的二叉樹初始時為空
 ch=str[j];
 while (ch!='\0') //str未掃描完時迴圈
 {
        switch(ch)
  {
  case '(':top++;St[top]=p;k=1; break;  //為左節點
  case ')':top--;break;
  case ',':k=2; break;                       //為右節點
  default:p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
   p->data=ch;p->lchild=p->rchild=NULL;
            if (b==NULL)                    //p指向二叉樹的根節點
      b=p;
     else         //已建立二叉樹根節點
     { 
      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域為x的節點指標
{
 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節點的左孩子節點指標
{
    return p->lchild;
}
BTNode *RchildNode(BTNode *p) //返回*p節點的右孩子節點指標
{
    return p->rchild;
}
int BTNodeDepth(BTNode *b) //求二叉樹b的深度
{
    int lchilddep,rchilddep;
    if (b==NULL)
  return(0);        //空樹的高度為0
    else 
 { 
  lchilddep=BTNodeDepth(b->lchild); //求左子樹的高度為lchilddep
    rchilddep=BTNodeDepth(b->rchild); //求右子樹的高度為rchilddep
  return (lchilddep>rchilddep)? (lchilddep+1):(rchilddep+1);
    }
}
void DispBTNode(BTNode *b) //以括號表示法輸出二叉樹
{
 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(")");
  }
 }
}
int BTWidth(BTNode *b)  //求二叉樹b的寬度
{
 struct
 {
  int lno;  //節點的層次編號
  BTNode *p;  //節點指標
 } Qu[MaxSize];  //定義順序非迴圈佇列
 int front,rear;       //定義隊首和隊尾指標
 int lnum,max,i,n;
 front=rear=0;       //置佇列為空隊
    if (b!=NULL)
 {
  rear++; 
  Qu[rear].p=b;      //根節點指標入隊
  Qu[rear].lno=1;      //根節點的層次編號為1
  while (rear!=front)     //佇列不為空
  {
   front++;
   b=Qu[front].p;     //隊頭出隊
   lnum=Qu[front].lno;
   if (b->lchild!=NULL)   //左孩子入隊
   {
    rear++;
    Qu[rear].p=b->lchild;
    Qu[rear].lno=lnum+1;
   }
   if (b->rchild!=NULL)   //右孩子入隊
   {
    rear++;
    Qu[rear].p=b->rchild;
    Qu[rear].lno=lnum+1;
   }
  }
  max=0;lnum=1;i=1;
  while (i<=rear)
  {
   n=0;
   while (i<=rear && Qu[i].lno==lnum)
   {
    n++;i++;
   }
   lnum=Qu[i].lno;
   if (n>max) max=n;
  }
  return max;
 }
 else
  return 0;
}
int Nodes(BTNode *b) //求二叉樹b的節點個數
{
 int num1,num2;
    if (b==NULL)
  return 0;
    else if (b->lchild==NULL && b->rchild==NULL)
  return 1;
    else
    {
        num1=Nodes(b->lchild);
        num2=Nodes(b->rchild);
        return (num1+num2+1);
 }
}
int LeafNodes(BTNode *b) //求二叉樹b的葉子節點個數
{
 int num1,num2;
    if (b==NULL)
  return 0;
    else if (b->lchild==NULL && b->rchild==NULL)
  return 1;
    else
    {
        num1=LeafNodes(b->lchild);
        num2=LeafNodes(b->rchild);
        return (num1+num2);
 }
}
void DestroyBTNode(BTNode *&b)
{
 if (b!=NULL)
 {
  DestroyBTNode(b->lchild);
  DestroyBTNode(b->rchild);
  free(b);
 }
}

int main()
{ BTNode *b,*p,*lp,*rp;;
 CreateBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))");
 printf("二叉樹的基本運算如下:\n");
 printf("  (1)輸出二叉樹:");DispBTNode(b);printf("\n");
 printf("  (2)H節點:");
 p=FindNode(b,'H');
 if (p!=NULL)
 { lp=LchildNode(p);
  if (lp!=NULL)
   printf("左孩子為%c ",lp->data);
  else
   printf("無左孩子 ");
  rp=RchildNode(p);
  if (rp!=NULL)
   printf("右孩子為%c",rp->data);
  else
   printf("無右孩子 ");
 }
 printf("\n");
 printf("  (3)二叉樹b的深度:%d\n",BTNodeDepth(b));
 printf("  (4)二叉樹b的寬度:%d\n",BTWidth(b));
 printf("  (5)二叉樹b的節點個數:%d\n",Nodes(b));
 printf("  (6)二叉樹b的葉子節點個數:%d\n",LeafNodes(b));
 printf("  (7)釋放二叉樹b\n");
 DestroyBTNode(b);

return 0;
}