实验6 二叉树操作

news2025/1/16 20:12:49

0x01 实验目的

掌握二叉树的基本概念，二叉树的存储结构使用链表。

0x02 实验内容

  1. 输入一个完全二叉树的层次遍历字符串，创建这个二叉树，输出这个二叉树的前序遍历字符串、中序遍历字符串、后序遍历字符串、结点数目、二叉树高度(上述每一个结果独立一行显示)。
  2. 输入二叉树前序序列和中序序列(各元素各不相同)，创建这个二叉树，输出该二叉树的后序序列、层次遍历。

0x03 实验过程

层次遍历

判断队列是否为空的条件必须加上，因为队列为空时，有可能会通过q.front()获取到一些非NULL的奇怪的东西，然后获取其element时会报错。

void levelOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			queue<binaryTreeNode<E>*> q;
			while (node != NULL) {
				if(Level == 0) {
					Level++;
					cout<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					if(!q.empty()) {
						node = q.front();
						q.pop();
					}else node = NULL; 
				} else {
					cout<<","<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					if(!q.empty()) {
						node = q.front();
						q.pop();
					}else node = NULL; 
				}

			}
		}

层次遍历构建二叉树

先将第一个节点放入队列，之后树上每添加一个节点就要将该节点入队列。先进先出的进行添加节点操作，直到node数组空了。

template <class E>
binaryTreeNode<E>* constructTreeByLevelOrder(binaryTreeNode<E> node[],int num) {
	queue<binaryTreeNode<E>*> q;
	q.push(&node[0]);
	int i = 1;
	while(i < num) {
		binaryTreeNode<E>* current = q.front();
		q.pop();
		if(i < num) {
			current->leftChild = &node[i];
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
		if(i < num) {
			current->rightChild = &node[i];
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
	}
	return &node[0];
}

前序遍历和中序遍历构建二叉树

采用递归地形式，依次构建左子树和右子树。利用前序遍历的的第一个节点是头节点，以及在中序遍历中头结点的两侧分别为左子树和右子树这两个性质。

template<class E>
binaryTreeNode<E>* create(binaryTreeNode<E> preorder[], int p, int q, binaryTreeNode<E> inorder[], int i, int j) {
	if (p > q) return nullptr;
	if (p == q) return &preorder[p];
	int k = i;
	// 找到根节点在中序遍历序列中的位置
	while (preorder[p].element != inorder[k].element) k++;
	preorder[p].leftChild = create(preorder, p+1, p+k, inorder, i, k-1);
	preorder[p].rightChild = create(preorder, p+k+1, q, inorder, k+1, j);
	return &preorder[p];
}

改BUG

在这里插入图片描述
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0x04 实验源码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int in = 0;
int post = 0;
int Level = 0;
template<class T>
class binaryTreeNode {
	public:
		T element;
		binaryTreeNode<T> *leftChild,*rightChild;
		binaryTreeNode() {
			leftChild  = rightChild = NULL;
		}
		binaryTreeNode(const T& theElement) : element(theElement) {
			leftChild = rightChild = NULL;
		}
		binaryTreeNode(const T& theElement, binaryTreeNode *theLeftChild, binaryTreeNode *theRightChild):element(theElement) {
			leftChild = theLeftChild;
			rightChild = theRightChild;
		}
};
template<class E>
class linkedBinaryTree {
	public:
		linkedBinaryTree() {
			root = NULL;
			treeSize = 0;
		}
		bool empty() const {
			return treeSize == 0;
		}
		int size() const {
			return treeSize;
		}
		void setSize(int size) {
			treeSize = size;
		}
		void preOrder(binaryTreeNode<E>* node,int level) {
			if(node != NULL) {
				if(level == 0) {
					cout<<node->element;
					preOrder(node->leftChild, ++level);
					preOrder(node->rightChild, ++level);
				} else {
					cout<<","<<node->element;
					preOrder(node->leftChild, ++level);
					preOrder(node->rightChild, ++level);
				}
			}
		}
		void inOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node != NULL) {
				if(node->leftChild == NULL && in == 0) {
					cout<<node->element;
					in++;
				} else {
					inOrder(node->leftChild);
					cout<<","<<node->element;
					inOrder(node->rightChild);
				}

			}
		}
		void postOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node != NULL) {
				if(node->leftChild == NULL && post == 0) {
					cout<<node->element;
					post++;
				} else {
					postOrder(node->leftChild);
					postOrder(node->rightChild);
					cout<<","<<node->element;
				}
			}
		}
		void levelOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			queue<binaryTreeNode<E>*> q;
			while (node != NULL) {
				if(Level == 0) {
					Level++;
					cout<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					if(!q.empty()) {
						node = q.front();
						q.pop();
					}else node = NULL; 
				} else {
					cout<<","<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					if(!q.empty()) {
						node = q.front();
						q.pop();
					}else node = NULL; 
				}

			}
		}
		int getHeight(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node == NULL) return 0;
			int h1 = getHeight(node->leftChild);
			int h2 = getHeight(node->rightChild);
			if(h1 > h2) {
				return ++h1;
			} else {
				return ++h2;
			}
		}
	private:
		binaryTreeNode<E> *root;
		int treeSize;
};
template <class E>
binaryTreeNode<E>* constructTreeByLevelOrder(binaryTreeNode<E> node[],int num) {
	queue<binaryTreeNode<E>*> q;
	q.push(&node[0]);
	int i = 1;
	while(i < num) {
//		cout<<"q.front()"<<q.front()<<endl;
//		cout<<"&q.front()"<<&q.front()<<endl;
//		cout<<"node[0]"<<&node[0]<<endl;
//		cout<<"node[0]"<<&node<<endl;
		binaryTreeNode<E>* current = q.front();
		q.pop();
		if(i < num) {
			current->leftChild = &node[i];
//			cout<<current->leftChild->element<<endl;
//			cout<<node[0].leftChild->element<<endl;
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
		if(i < num) {
			current->rightChild = &node[i];
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
	}
	return &node[0];
}
template<class E>
binaryTreeNode<E>* create(binaryTreeNode<E> preorder[], int p, int q, binaryTreeNode<E> inorder[], int i, int j) {
	if (p > q) return nullptr;
	if (p == q) return &preorder[p];
	int k = i;
	// 找到根节点在中序遍历序列中的位置
	while (preorder[p].element != inorder[k].element) k++;
	preorder[p].leftChild = create(preorder, p+1, p+k, inorder, i, k-1);
	preorder[p].rightChild = create(preorder, p+k+1, q, inorder, k+1, j);
	return &preorder[p];
}
int main() {
  //两种写法都可以。
	//binaryTreeNode<char> *node = new binaryTreeNode<char>[100];
	binaryTreeNode<char> node[100];
	string s;
	cout<<"Input1"<<endl;
	cin>>s;
	for(int i = 0; i < s.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s.at(i));
		node[i] = n;
	}
	linkedBinaryTree<char> tree;
	constructTreeByLevelOrder(node,s.length());
	tree.setSize(s.length());
//	node[0].leftChild = &node[1];
//	node[0].rightChild = &node[2];
//  cout<<"preOrder"<<endl;
//  记录层数，方便输出逗号
	int level = 0;
	cout<<"Output1"<<endl;
//	cout<<node[0].element<<endl;
//	cout<<node[0].leftChild<<endl;
	tree.preOrder(&node[0],level);
	cout<<endl;
	tree.inOrder(&node[0]);
	in = 0;
	cout<<endl;
	tree.postOrder(&node[0]);
	post = 0;
	cout<<endl;
	cout<<tree.size()<<endl;
	cout<<tree.getHeight(&node[0])<<endl;

//	tree.constructTreeByLevelOrder(node,length);
//	tree.inOrder();
//	cout<<2<<node[0].element<<node[0].leftChild->element;
	cout<<"Input2"<<endl;
	string s1,s2;
	cin>>s1>>s2;
	binaryTreeNode<char> node1[100];
	binaryTreeNode<char> node2[100];
	for(int i = 0; i < s1.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s1.at(i));
		node1[i] = n;
	}
	int noting;
	for(int i = 0; i < s2.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s2.at(i));
		node2[i] = n;
		if(s2.at(i) == s1.at(0)) noting = i;
	}
	//constructTreeByPreOrderAndInOrder(node1, node2, s1.length(), s2.length(), noting);
	cout<<"Output2"<<endl;
	create(node1, 0, s1.length()-1, node2, 0, s2.length()-1);
//	tree.preOrder(&node1[0],level);
//	cout<<endl;
//	tree.inOrder(&node1[0]);
//	cout<<endl;
	tree.postOrder(&node1[0]);
	cout<<endl;
	tree.levelOrder(&node1[0]);
	cout<<endl;
	cout<<"End"<<endl;
	return 0;
}

0x05 错误代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int in = 0;
int post = 0;
int Level = 0;
template<class T>
class binaryTreeNode {
	public:
		T element;
		binaryTreeNode<T> *leftChild,*rightChild;
		binaryTreeNode() {
			leftChild  = rightChild = NULL;
		}
		binaryTreeNode(const T& theElement) : element(theElement) {
			leftChild = rightChild = NULL;
		}
		binaryTreeNode(const T& theElement, binaryTreeNode *theLeftChild, binaryTreeNode *theRightChild):element(theElement) {
			leftChild = theLeftChild;
			rightChild = theRightChild;
		}
};
template<class E>
class linkedBinaryTree {
	public:
		linkedBinaryTree() {
			root = NULL;
			treeSize = 0;
		}
		bool empty() const {
			return treeSize == 0;
		}
		int size() const {
			return treeSize;
		}
		void setSize(int size) {
			treeSize = size;
		}
		void preOrder(binaryTreeNode<E>* node,int level) {
			if(node != NULL) {
				if(level == 0) {
					cout<<node->element;
					preOrder(node->leftChild, ++level);
					preOrder(node->rightChild, ++level);
				} else {
					cout<<","<<node->element;
					preOrder(node->leftChild, ++level);
					preOrder(node->rightChild, ++level);
				}
			}
		}
		void inOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node != NULL) {
				if(node->leftChild == NULL && in == 0) {
					cout<<node->element;
					in++;
				} else {
					inOrder(node->leftChild);
					cout<<","<<node->element;
					inOrder(node->rightChild);
				}

			}
		}
		void postOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node != NULL) {
				if(node->leftChild == NULL && post == 0) {
					cout<<node->element;
					post++;
				} else {
					postOrder(node->leftChild);
					postOrder(node->rightChild);
					cout<<","<<node->element;
				}
			}
		}
		void levelOrder(binaryTreeNode<E>* node) {
			queue<binaryTreeNode<E>*> q;
			while (node != NULL) {
				if(Level == 0) {
					Level++;
					cout<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					node = q.front();
					q.pop();
				} else {
					cout<<","<<node->element;
					if(node->leftChild != NULL) q.push(node->leftChild);
					if(node->rightChild != NULL) q.push(node->rightChild);
					node = q.front();
					q.pop();
				}

			}
		}
		int getHeight(binaryTreeNode<E>* node) {
			if(node == NULL) return 0;
			int h1 = getHeight(node->leftChild);
			int h2 = getHeight(node->rightChild);
			if(h1 > h2) {
				return ++h1;
			} else {
				return ++h2;
			}
		}
	private:
		binaryTreeNode<E> *root;
		int treeSize;
};
template <class E>
binaryTreeNode<E>* constructTreeByLevelOrder(binaryTreeNode<E> node[],int num) {
	queue<binaryTreeNode<E>*> q;
	q.push(&node[0]);
	int i = 1;
	while(i < num) {
//		cout<<"q.front()"<<q.front()<<endl;
//		cout<<"&q.front()"<<&q.front()<<endl;
//		cout<<"node[0]"<<&node[0]<<endl;
//		cout<<"node[0]"<<&node<<endl;
		binaryTreeNode<E>* current = q.front();
		q.pop();
		if(i < num) {
			current->leftChild = &node[i];
//			cout<<current->leftChild->element<<endl;
//			cout<<node[0].leftChild->element<<endl;
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
		if(i < num) {
			current->rightChild = &node[i];
			q.push(&node[i]);
		}
		i++;
	}
	return &node[0];
}
template <class E>
//左子树的实现 
binaryTreeNode<E>* soul(int noting, binaryTreeNode<E> node1[], binaryTreeNode<E> node2[]) {
	int index1 = 100;
	int index2 = 100;
	for(int i = 1; i <= noting; i++) {
		for(int j = noting; j >= 0; j--) {
			if(node1[i].element == node2[j].element) {
				index1 = index2;
				index2 = j;
				cout<<"index1"<<index1<<endl;
				cout<<"index2"<<index2<<endl;
			}
		}
		if(index1 > index2) {
			node1[i-1].leftChild = &node1[i];
		} else {
//			cout<<"Yes"<<endl;
			for(int j = noting; j >= 0; j--) {
				if(node1[i].element == node2[j].element) {
					for(int k = noting; k >= 0; k--) {
						if(node2[j-1].element == node1[k].element) {
							node1[k].rightChild = &node1[i];
						}
					}
				}
			}
		}
	}
	return &node1[0];
}
template <class E>
binaryTreeNode<E>* constructTreeByPreOrderAndInOrder(binaryTreeNode<E> node1[], binaryTreeNode<E> node2[], int num1, int num2, int noting) {
	soul(noting, node1, node2);
	int temp;
	//获取下一个左子树区间 
	for(int i = noting + 1; i < num1; i++) {
		if(node2[i].element == node1[noting+1].element) {
			temp = noting;
			noting = i;
		}
	}
	do {
		//重复操作，直到剩下最后一个元素，或者不剩下元素，退出循环 
		int num = 0;
		binaryTreeNode<char> node3[100];
		binaryTreeNode<char> node4[100];
		for(int i = temp + 1; i <= noting; i++) {
			node3[num] = node1[i];
			node4[num] = node2[i];
			num++;
		}
		soul(noting, node3, node4);
		for(int i = noting + 1; i < num1; i++) {
			if(node2[i].element == node1[noting+1].element) {
				temp = noting;
				noting = i;
			}
		}
	} while(noting + 1 != num1 - 1 && noting + 1 != num1);
	//如果剩一个元素 
	if(noting + 1 == num1 - 1) node2[num1 - 1].rightChild = &node2[num1];
	return &node1[0];
}
int main() {
	//binaryTreeNode<char> *node = new binaryTreeNode<char>[100];
	binaryTreeNode<char> node[100];
	string s;
	cout<<"Input"<<endl;
	cin>>s;
	for(int i = 0; i < s.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s.at(i));
		node[i] = n;
	}
	linkedBinaryTree<char> tree;
	constructTreeByLevelOrder(node,s.length());
	tree.setSize(s.length());
//	node[0].leftChild = &node[1];
//	node[0].rightChild = &node[2];
//  cout<<"preOrder"<<endl;
//  记录层数，方便输出逗号
	int level = 0;
	cout<<"Output"<<endl;
//	cout<<node[0].element<<endl;
//	cout<<node[0].leftChild<<endl;
	tree.preOrder(&node[0],level);
	cout<<endl;
	tree.inOrder(&node[0]);
	in = 0;
	cout<<endl;
	tree.postOrder(&node[0]);
	post = 0;
	cout<<endl;
	cout<<tree.size()<<endl;
	cout<<tree.getHeight(&node[0])<<endl;

//	tree.constructTreeByLevelOrder(node,length);
//	tree.inOrder();
//	cout<<2<<node[0].element<<node[0].leftChild->element;
	cout<<"Input2"<<endl;
	string s1,s2;
	cin>>s1>>s2;
	binaryTreeNode<char> node1[100];
	binaryTreeNode<char> node2[100];
	for(int i = 0; i < s1.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s1.at(i));
		node1[i] = n;
	}
	int noting;
	for(int i = 0; i < s2.length(); i++) {
		binaryTreeNode<char> n(s2.at(i));
		node2[i] = n;
		if(s2.at(i) == s1.at(0)) noting = i;
	}
	constructTreeByPreOrderAndInOrder(node1, node2, s1.length(), s2.length(), noting);
	cout<<"Output2"<<endl;
	tree.preOrder(&node1[0],level);
	cout<<endl;
	tree.inOrder(&node1[0]);
	cout<<endl;
	tree.postOrder(&node1[0]);
	cout<<endl;
	tree.levelOrder(&node1[0]);
	cout<<endl;
	return 0;
}

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1 前言 国家从2018年开始对转供电加价开展规范清理以来&#xff0c;已经出来了一系列政策&#xff0c;不仅包括专门针对转供电问题的政策&#xff0c;18-20年间还在每次降电价政策中突出强调了转供电主体不得截留降价红利的要求。从具体内容看&#xff0c;各地政策都鼓励一户一…
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MATLAB 自抗扰控制 - Active Disturbance Rejection Control

MATLAB 自抗扰控制 - Active Disturbance Rejection Control

系列文章目录 MATLAB 模型参考自适应控制 - Model Reference Adaptive Control 文章目录 系列文章目录前言一、控制器结构1.1 一阶逼近1.2 二阶逼近 二、指定控制器参数参考 前言 自抗扰控制 (ADRC) 是一种无模型控制方法&#xff0c;适用于为具有未知动态特性以及内部和外部…
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React使用TailwindCSS

React使用TailwindCSS

React中使用TailwindCSS TailwindCSS是 下载及初始化 可以查看官网对照自己使用的框架进行配置 npm install -D tailwindcss postcss autoprefixer下载完毕后执行如下命令 npx tailwindcss init -p可以发现项目中多了两个文件 其中默认已经进行了配置&#xff0c;我们需要将…
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AR助推制造业智能转型：实时远程协作与可视化引领生产创新

AR助推制造业智能转型：实时远程协作与可视化引领生产创新

制造商面临着多方面的变革&#xff0c;技术的兴起催生了工业物联网&#xff08;IIoT&#xff09;&#xff0c;改变了现代工厂的外貌、系统和流程。同时&#xff0c;全球竞争压力和不断变化的员工队伍要求采用新的员工培训方法&#xff0c;并重新审视工人在工厂中的角色。尽管如…
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C# Spire操作Excel数据透视表

C# Spire操作Excel数据透视表

一、概述 数据透视表&#xff08;Pivot Table&#xff09;是一种交互式的表&#xff0c;可以进行某些计算&#xff0c;如求和与计数等&#xff0c;可动态地改变透视表版面布置&#xff0c;也可以重新安排行号、列标和页字段。当改变版面布置时&#xff0c;数据透视表也会按照新…
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Matter学习笔记（3）——交互模型

Matter学习笔记（3）——交互模型

一、简介 1.1 交互方式 交互模型层定义了客户端和服务器设备之间可以执行哪些交互。发起交互的节点称为发起者&#xff08;通常为客户端设备&#xff09;&#xff0c;作为交互的接收者的节点称为目标&#xff08;通常为服务器设备&#xff09;。 节点通过以下方式进行交互&a…
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