C語言基本資料結構之二(二叉樹的三種遍歷,節點數以及深度演算法)
關於二叉樹的定義,網上有比較好的介紹,在這裡就簡單介紹二叉樹的一些性質
二叉樹的基本性質
1)二叉樹的第i層上至多有 2^(i-1)(i ≥1)個結點;2)深度為 h 的二叉樹中至多含有 2^h – 1 個結點;
3)若在任意一棵二叉樹中,有 n0 個葉子結點,有 n2 個度為 2 的結點,則:n0 = n2 + 1。
特殊形式的二叉樹
1)滿二叉樹特點:深度為h且含有2h-1個結點的二叉樹,為滿二叉樹。圖示滿二叉樹,結點編號為自上而下,自左而右。
2)完全二叉樹(左圖)
特點:指深度為k的,有n個結點的,且每一個結點都與深度為k的滿二叉樹中編號從1至n的結點一一對應,完全一致,則為完全二叉樹。(右圖)
特點:又稱AVL樹,它或為一棵空樹,或具如下性質:其左子樹和右子樹都是平衡二叉樹,且左、右子樹的深度之差的絕對值不超過1。左、右子樹的深度之差為平衡因子,平衡二叉樹的平衡因子只能為0,-1,1。
關於二叉樹的儲存方式(順序和鏈式儲存)
(1) 順序儲存結構用一組連續的儲存單元存放二叉樹的資料元素。結點在陣列中的相對位置蘊含著結點之間的關係。 其所需的儲存單元數為:2^h-1= 24-1 = 15,若父結點在陣列中i下標處,其左孩子在2*i處,右孩子在2*i+1處。
(2)鏈式儲存結構 鏈式儲存結構的每個結點由資料域、左指標域和右指標域組成。左指標和右指標分別指向下一層的二叉樹
關於二叉樹的三種遍歷方式
(1)先序遍歷(D L R): 訪問根結點,按先序遍歷左子樹,按先序遍歷右子樹。(2)中序遍歷(L D R): 按中序遍歷左子樹,訪問根結點,按中序遍歷右子樹。
(3)後序遍歷(L R D): 按後序遍歷左子樹,按後序遍歷右子樹,訪問根結點。
還是直接上程式碼吧~~這裡用的是鏈式儲存結構,相對順序儲存結構,前者所需儲存容量更小,更易於理解~~ 二叉樹的結構體
初始化二叉樹,新增資料struct Tree{ int data;//這裡可以改成你想要的資料型別 tree *left; tree *right; };
tree *initTree(tree* H){
H = NULL;
int data = 0;
printf(" 輸入data \n ");
scanf("%d",&data);
if(data!=0){
H = (tree *)malloc(sizeof(tree));
H->data = data;
printf(" t data is %d \n",H->data);
printf(" 請輸入左字樹data \n");
H->left = initTree(H->left);
printf(" 請輸入右字樹data \n");
H->right = initTree(H->right);
}
return H;
}
先序,中序,後序遍歷的遞迴演算法(ps:遞迴真是個好東西~~,寫出來的程式碼就是簡潔~~)
/*
先序遍歷
*/
void DLR(tree* T){
if(NULL!=T){
printf(" data is %5d \n ",T->data);
DLR(T->left);
DLR(T->right);
}
}
/*
中序遍歷
*/
void LDR(tree* T){
if(NULL!=T){
LDR(T->left);
printf(" data is %5d \n",T->data);
LDR(T->right);
}
}
/*
後序遍歷
*/
void LRD(tree* T){
if(NULL!=T){
LRD(T->left);
LRD(T->right);
printf(" data is %5d \n",T->data);
}
}
二叉樹的層次遍歷
void LOrder(tree* T) /* 層次遍歷二叉樹T */
{ treeQ[MAXNODE]; /* 輔助佇列,MAXNODE為最大的佇列容量 */
int f,r; /* 佇列的首、尾指標 */
if (T == NULL) return; /* 空樹,直接返回 */
f = -1; /* 隊首,隊尾指標初始化 */
r = 0;
Q[r] = T; /* 樹根進隊 */
while( f != r )
{ f++;
printf(“%d”,Q[f]->data); /* 訪問隊首結點的資料域 */
if (Q[f]->left!= NULL) /* 將隊首結點的左孩子入佇列 */
{ r++;
Q[r] = Q[f]->left; }
if (Q[f]->right!= NULL) /* 將隊首結點的右孩子入佇列 */
{ r++;
Q[r] = Q[f]->right; }
}
}
計算二叉樹的深度;
/*計算樹的深度*/
int deep(tree* H){
int d1 = 0;
int d2 = 0;
if(NULL!=H){
d1 = deep(H->left) +1;
d2 = deep(H->right) +1;
}
return d1>=d2? d1:d2;
}
計算總的節點數和葉子數
//計算總的節點數
int node(tree* H){
int n = 0;
if(NULL!=H){
n = node(H->left)+node(H->right) +1;
}
return n;
}
//計算葉子節點
int CountLeaf(tree* H){
if(NULL==H) return 0;
if((NULL==H->left)&&(NULL==H->right)){
return 1;
}
return CountLeaf(H->left) + CountLeaf(H->right);
}
全部程式碼如下
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
typedef struct Tree tree ;
/*
定義二叉樹的結構體
*/
struct Tree{
int data;
tree *left;
tree *right;
};
tree *p[100];
/*
初始化二叉樹
*/
tree *initTree(tree* H){
H = NULL;
int data = 0;
printf(" 輸入data \n ");
scanf("%d",&data);
if(data!=0){
H = (tree *)malloc(sizeof(tree));
H->data = data;
printf(" t data is %d \n",H->data);
printf(" 請輸入左字樹data \n");
H->left = initTree(H->left);
printf(" 請輸入右字樹data \n");
H->right = initTree(H->right);
}
return H;
}
/*
先序遍歷
*/
void DLR(tree* H){
if(NULL!=H){
printf(" data is %5d \n ",H->data);
DLR(H->left);
DLR(H->right);
}
}
/*
中序遍歷
*/
void LDR(tree* H){
if(NULL!=H){
LDR(H->left);
printf(" data is %5d \n",H->data);
LDR(H->right);
}
}
/*
後序遍歷
*/
void LRD(tree* H){
if(NULL!=H){
LRD(H->left);
LRD(H->right);
printf(" data is %5d \n",H->data);
}
}
/*
計算樹的深度
*/
int deep(tree* H){
int d1 = 0;
int d2 = 0;
if(NULL!=H){
d1 = deep(H->left) +1;
d2 = deep(H->right) +1;
}
return d1>=d2? d1:d2;
}
//計算總的節點數
int node(tree* H){
int n = 0;
if(NULL!=H){
n = node(H->left)+node(H->right) +1;
}
return n;
}
//計算葉子節點
int CountLeaf(tree* H){
if(NULL==H) return 0;
if((NULL==H->left)&&(NULL==H->right)){
return 1;
}
return CountLeaf(H->left) + CountLeaf(H->right);
}
void main(){
tree *H = (tree*)malloc(sizeof(tree)) ;
H = initTree(H);
printf("DLR : \n");
DLR(H);
printf("LDR : \n");
LDR(H);
printf("LRD : \n");
LRD(H);
printf("\n deep is %5d \n ",deep(H));
printf(" CountLeaf is %5d \n",CountLeaf(H));
printf(" node number is %5d \n",node(H));
}
大概就這麼多了。想起了在補充吧~~
3)平衡二叉樹
特點:又稱AVL樹,它或為一棵空樹,或具如下性質:其左子樹和右子樹都是平衡二叉樹,且左、右子樹的深度之差的絕對值不超過1。左、右子樹的深度之差為平衡因子,平衡二叉樹的平衡因子只能為3)平衡二叉樹
特點:又稱AVL樹,它或為一棵空樹,或具如下性質:其左子樹和右子樹都是平衡二叉樹,且左、右子樹的深度之差的絕對值不超過1。左、右子樹的深度之差為平衡因子,平衡二叉樹的平衡因子只能為0,-1,1。
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