用C語言實現二叉樹的結構和常用操作
阿新 • • 發佈：2019-02-14
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef float ElemType;
typedef struct S_BiTNode//定義結點型別結構體
{
ElemType data;//資料域
struct S_BiTNode * lchild;//左子樹
struct S_BiTNode * rchild;//右子樹
struct S_BiTNode * parent;//父結點
}BiTNode;
/***********************函式定義函式定義定*****************************/
//
/**統計總結點數**/
int NodeCount(BiTNode *root)
{
int Count=0,LCount=0,RCount=0;
if(root==NULL)
return 0;
/*遞迴方法統計*/
LCount=NodeCount(root->lchild);//左子樹結點數
RCount=NodeCount(root->rchild);//右子樹結點數
Count=LCount+RCount+1;//左子樹+右子樹+根結點
return Count;
}
//
/**向二叉樹中插入結點**/
void InsertIntoBitTree(BiTNode **root,ElemType data)
{
/*建立新結點儲存待插入的data*/
BiTNode *newNode=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
newNode->data=data;
newNode->lchild=NULL;
newNode->rchild=NULL;
//考慮到 當輸入是空樹時 需要改變根結點（BiTNode *root）的值，所以這裡要求輸入根節點的地址（BiTNode **root型別）
if(*root==NULL)//說明是空樹
{
*root=newNode;//將新結點的指標newNode賦值給根結點的指標
(*root)->parent=NULL;
(*root)->lchild=NULL;
(*root)->rchild=NULL;
}
else if((*root)->lchild==NULL)
{
/*左子樹為空 則將新結點newNode的指標賦值給左子樹結點的指標*/
(*root)->lchild=newNode;
(*root)->lchild->parent=*root;//左子樹的父節點為根結點
}
else if((*root)->rchild==NULL)
{
/*右子樹為空 則將新結點newNode的指標賦值給右子樹結點的指標*/
(*root)->rchild=newNode;
(*root)->rchild->parent=*root;//右子樹的父節點為根結點
}
/*如果根節點、左右子樹都不為空 遞歸向左子樹插入data*/
/*這樣構造的樹的特點是：根結點的右子樹只有一個結點*/
else
InsertIntoBitTree(&((*root)->lchild),data);
}
//
/*向二叉樹中有序插入資料滿足：根結點的資料域大於左結點並且小於右結點*/
void OrderInsert(BiTNode **root,ElemType data)
{
/*建立新結點儲存待插入的data*/
BiTNode *newNode=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
newNode->data=data;
newNode->lchild=NULL;
newNode->rchild=NULL;
//考慮到 當輸入是空樹時 需要改變根結點（BiTNode *root）的值，所以這裡要求輸入根節點的地址（BiTNode **root型別）
if(*root==NULL)//說明是空樹
{
*root=newNode;//將新結點的指標newNode賦值給根結點的指標
(*root)->parent=NULL;
(*root)->lchild=NULL;
(*root)->rchild=NULL;
}
else//不是空樹
{
BiTNode *node=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
BiTNode *parent=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
//BiTNode *node,*parent;
node=(*root);
parent=(*root);
while(node!=NULL)
{
parent=node;
if(node->data==data)
{printf("data to insert aleady exist");exit(-1);}
if(node->data>data)
node=node->lchild;
else
node=node->rchild;
}
if(data>parent->data)
parent->rchild=newNode;
else
parent->lchild=newNode;
}
}
//
/*先序遍歷並輸出:根結點 左 右*/
void PrePrint(BiTNode *root)
{
if(root==NULL)
{
printf("invalid PrePrint");
exit(-1);
}
printf("%f\t",root->data);
if(root->lchild!=NULL)
PrePrint(root->lchild);
if(root->rchild!=NULL)
PrePrint(root->rchild);
}
//
/*中序遍歷並輸出：左 根結點 右*/
void MidPrint(BiTNode *root)
{
if(root==NULL)
{
printf("invalid MidPrint");
exit(-1);
}
if(root->lchild!=NULL)
MidPrint(root->lchild);
printf("%f\t",root->data);
if(root->rchild!=NULL)
MidPrint(root->rchild);
}
//
/*後續遍歷並輸出：左 右 跟結點*/
void PostPrint(BiTNode *root)
{
if(root==NULL)
{
printf("invalid MidPrint");
exit(-1);
}
if(root->lchild!=NULL)
PostPrint(root->lchild);
if(root->rchild!=NULL)
PostPrint(root->rchild);
printf("%f\t",root->data);
}
//
/*統計葉子結點數*/
int LeafNodeNum(BiTNode *root)
{
int num=0;
if((root->lchild==NULL)&&(root->rchild==NULL))//說明該結點是葉子結點
++num;
else if((root->lchild!=NULL)&&((root->rchild!=NULL)))//分別對左、右子樹遞迴操作
{
num=num+LeafNodeNum(root->lchild);
num=num+LeafNodeNum(root->rchild);
}
else if (root->lchild!=NULL)//左子樹遞迴操作
num=num+LeafNodeNum(root->lchild);
else
num=num+LeafNodeNum(root->rchild);//右子樹遞迴操作
return num;
}
//
/*從左到右輸出葉子結點 返回葉子結點個數*/
int LeafNodePrint(BiTNode *root)
{
int num=0;
BiTNode *p=root;
if((p->lchild==NULL)&&(p->rchild==NULL))//說明該結點是葉子結點
{
printf("%f\t",p->data);
++num;
}
else if((p->lchild!=NULL)&&((p->rchild!=NULL)))//分別對左、右子樹遞迴操作
{
num+=LeafNodePrint(root->rchild);
num+=LeafNodePrint(root->lchild);
}
else if( (p->lchild!=NULL))
num+=LeafNodePrint(root->lchild);//左子樹遞迴操作
else
num+=LeafNodePrint(root->rchild);//右子樹遞迴操作
return num;
}
//
/*統計高度*/
int Height(BiTNode *root)
{
int lh=1,rh=1;
if(root==NULL)
return 0;
lh+=Height(root->lchild);
rh+=Height(root->rchild);
return lh>=rh?lh:rh;
}
//
/*銷燬樹*/
void destory(BiTNode *root)
{
if((root->lchild==NULL)&&(root->rchild==NULL))//free葉子結點
free(root);
else if((root->lchild!=NULL)&&((root->rchild!=NULL)))//分別對左、右子樹遞迴操作
{
destory(root->lchild);
destory(root->rchild);
free(root);//銷燬根結點
}
else if(root->lchild!=NULL)//左子樹遞迴操作
{
destory(root->lchild);
free(root);//銷燬根結點
}
else //右子樹遞迴操作
{
destory(root->rchild);
free(root);//銷燬根結點
}
}
/*******************************************下面是主函式***********************************************/
void main()
{
BiTNode *MyTree=NULL;//定義根結點 初始化為空
/***向二叉樹中插入子節點***/
InsertIntoBitTree(&MyTree,1);
InsertIntoBitTree(&MyTree,2);
InsertIntoBitTree(&MyTree,3);
InsertIntoBitTree(&MyTree,4);
InsertIntoBitTree(&MyTree,5);
printf("node numbers: %d\n",NodeCount(MyTree));//輸出已構造二叉樹的結點數
printf("height:%d\n",Height(MyTree));//輸出已構造二叉樹的高度
printf("PreOder Ouput:\n");
PrePrint(MyTree);//按前序訪問順序 輸出樹的結點
printf("MidOder Ouput:\n");
MidPrint(MyTree);//按中序訪問順序 輸出樹的結點
printf("PostOder Ouput:\n");
PostPrint(MyTree);//按後序訪問順序 輸出樹的結點
printf("Leaf Node %d:\n",LeafNodeNum(MyTree));
LeafNodePrint(MyTree);
destory(MyTree);//釋放樹的記憶體 銷燬樹
}