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#include<stdio.h>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <stack>
#include<queue>
using namespace std;

//二叉樹定義
typedef char ElementType;

typedef struct BiTreeNode
{
    ElementType data;
    struct BiTreeNode* lchild;
    struct BiTreeNode* rchild;
} BiTreeNode, *BiTree;


//遞迴的建立一棵二叉樹
 

//輸入為二叉樹的先序序列
void createBiTree(BiTree &T)
{
    char data;
    data = getchar();
    if(data == '#')
    {
        T = NULL;
    }
    else
    {
        T = new BiTreeNode;
        T->data = data;
        createBiTree(T->lchild);
        createBiTree(T->rchild);
    }
}
void creatBiTree_2(BiTree &rt,int
 
 n)///層序遍歷建樹
{
    char root[2];
    scanf("%s",root);
    rt=new BiTreeNode;
    rt->data=root[0];
    for(int i=2; i<=n; i++)
    {
        BiTreeNode* T=rt;
        char tmp[2];
        int num=0,a[16];
        scanf("%s",tmp);
        int ii=i;
        while(ii)
        {
            a[num++]=ii%2
 
;
            ii/=2;
        }
        BiTreeNode *node=new BiTreeNode;
        node->data=tmp[0];
        node->rchild=NULL;
        node->lchild=NULL;
        for(int j=num-2; j>0; j--)
            if(a[j])T=T->rchild;
            else T=T->lchild;
        if(a[0])T->rchild=node;
        else T->lchild=node;
    }
}
int Nodenum(BiTreeNode* root)//二叉樹節點數目
{
    if(root == NULL) return 0;
    else return 1+Nodenum(root->lchild)+Nodenum(root->rchild);
}
//遞迴銷燬一棵二叉樹
void destroyBiTree(BiTree &T)
{
    if(T)
    {
        destroyBiTree(T->lchild);
        destroyBiTree(T->rchild);
        delete T;
        T = NULL;
    }
}

//遞迴先序遍歷二叉樹
void preOrderTraverse(const BiTree &T)
{
    if(T)
    {
//        cout<<T->data<<" ";//輸出根節點值
        printf("%c ",T->data);
        preOrderTraverse(T->lchild);//遍歷左子樹
        preOrderTraverse(T->rchild);//遍歷右子樹
    }
}

//遞迴中序遍歷二叉樹
void inOrderTraverse(const BiTree &T)
{
    if(T)
    {
        inOrderTraverse(T->lchild);//遍歷左子樹
//        cout<<T->data<<" ";//輸出根節點值
        printf("%c ",T->data);
        inOrderTraverse(T->rchild);//遍歷右子樹
    }
}

//遞迴後序遍歷二叉樹
void postOrderTraverse(const BiTree &T)
{
    if(T)
    {
        postOrderTraverse(T->lchild);//遍歷左子樹
        postOrderTraverse(T->rchild);//遍歷右子樹
        printf("%c ",T->data);
//        cout<<T->data<<" ";//輸出根節點值
    }
}

//遞迴求樹的深度
int depthOfBiTree(const BiTree &T)
{
    int ldepth;
    int rdepth;

    if(T==NULL)//空樹
        return 0;
    ldepth = depthOfBiTree(T->lchild);
    rdepth = depthOfBiTree(T->rchild);

    return (ldepth>rdepth)?(ldepth+1):(rdepth+1);
}

//遞迴求二叉樹的葉子結點個數
int leafCountOfBiTree(const BiTree &T)
{
    if(T==NULL)
        return 0;
    if(T->lchild==NULL && T->rchild==NULL)
        return 1;
    return leafCountOfBiTree(T->lchild) + leafCountOfBiTree(T->rchild);
}

void exchangeChild(BiTree &T)///交換左右子樹
{
    if(T)
    {
        BiTree temp = NULL;

        if(T->lchild ||T->rchild)
        {
            temp = T->lchild;
            T->lchild = T->rchild;
            T->rchild = temp;
            exchangeChild(T->lchild);
            exchangeChild(T->rchild);
        }
    }
}
void LevelOrderTraverse(BiTree T)///層序遍歷
{
    //Visit是對節點操作的應用函式,
    //在這裡，對每個資料元素呼叫函式Visit,也即是遍歷了該節點
    queue<BiTree>q;
    BiTree p;
    if(T)
    {
        q.push(T);
        while(!q.empty())
        {
            p=q.front();
            q.pop();
            printf("%c ",p->data);
            if(p->lchild!=NULL) q.push(p->lchild);
            if(p->rchild!=NULL) q.push(p->rchild);
        }
        printf("\n");
    }
}
int main()
{
    BiTree T = NULL;

    createBiTree(T);//建立二叉樹 AB#D##CE###

    printf("先序遍歷: "); //先序遍歷
    preOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("中序遍歷: ");//中序遍歷
    inOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("後序遍歷: ");//後序遍歷
    postOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("層序遍歷: ");
    LevelOrderTraverse(T);

    printf("交換左右子樹: \n");
    exchangeChild(T);

    printf("先序遍歷: "); //先序遍歷
    preOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("中序遍歷: ");//中序遍歷
    inOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("後序遍歷: ");//後序遍歷
    postOrderTraverse(T);
    printf("\n");

    printf("層序遍歷: ");
    LevelOrderTraverse(T);

    printf("深度: %d\n",depthOfBiTree(T));//樹的高度

    printf("葉子結點數: %d\n",leafCountOfBiTree(T));//葉子結點數

    printf("總結點數量: %d\n",Nodenum(T));
    destroyBiTree(T);//銷燬二叉樹，釋放空間

///================================================================

    int n;
    scanf("%d",&n);
    BiTree TT=NULL;
    creatBiTree_2(TT,n);

    printf("先序遍歷: "); //先序遍歷
    preOrderTraverse(TT);
    printf("\n");

    printf("中序遍歷: ");//中序遍歷
    inOrderTraverse(TT);
    printf("\n");

    printf("後序遍歷: ");//後序遍歷
    postOrderTraverse(TT);
    printf("\n");


    printf("深度: %d\n",depthOfBiTree(TT));//樹的高度

    printf("葉子結點數: %d\n",leafCountOfBiTree(TT));//葉子結點數

    printf("總結點數量: %d\n",Nodenum(TT));
    destroyBiTree(TT);//銷燬二叉樹，釋放空間
    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
}