C语言二叉树代码实现

news2024/11/16 18:30:41

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采用二叉链表作为存储结构,完成二叉树的建立,先序、中序和后序遍历的操作,求所有叶子及结点总数的操作等。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//定义24 建立40 
//二叉树的链式存储表示
typedef char DataType;		//应由用户定义DataType的实际类型

typedef struct node
{	DataType data;
	struct node *lchild, *rchild;	//左右孩子指针
}BinTNode;	
				//结点类型
typedef BinTNode *BinTree;//指向结构的指针 

void CreateBinTree(BinTree *T);	//构造二叉链表
void Preorder(BinTree T);		//先序遍历二叉树
void Inorder(BinTree T);		//中序遍历二叉树
void Postorder(BinTree T);		//后序遍历二叉树
int nodes(BinTree T);			//计算总结点数
int leafs(BinTree T);			//计算总叶子数
int depth(BinTree T);           //计算二叉树的深度
void swap(BinTree T);		    //交换左右子树
int main()
{   
    char choice;   
    BinTree T;
    int node;
    int leaf;
    int Height;
	while (1)
	{
		system("cls");
		printf("\n\n\n\n"); 
		printf("\t\t            二叉树操作                 \n");
		printf("\t\t=========================================");
		printf("\n\n");
		printf("\t\t             1:建立二叉链表           \n"); //照此,补完整下面的菜单项
		printf("\t\t             2:先序遍历二叉树         \n");
		printf("\t\t             3: 中序遍历二叉树         \n");
		printf("\t\t             4: 后序遍历二叉树         \n");
		printf("\t\t             5: 计算总结点数           \n");
		printf("\t\t             6: 计算总叶子数           \n");
		printf("\t\t             7:计算二叉树的深度       \n");
		printf("\t\t             8:交换左右子树           \n");
		printf("\t\t             0:退出                   \n");

		printf("\n");
		printf("\t\t请选择:");

		choice = getchar();
		getchar();
		system("cls");
		switch(choice)
		{
			case '1':
				
                printf("请输入先序序列(虚结点用?表示):\n");				
	            CreateBinTree(&T);
				printf("二叉树创建成功!\n");				
				getchar();
				getchar();
				break;	
			
			case '2':
				printf("先序遍历二叉树\n");				
	            Preorder(T);
				getchar();
				break;	
			case '3':
				printf("中序遍历二叉树\n");				
	           	Inorder(T);
				getchar();
				break;		
			case '4':
				printf("后序遍历二叉树\n");				
	            Postorder(T);
				getchar();
				break;	
			case '5':
				printf("计算总结点数\n");				
	            node =nodes(T);
				printf("总结点数为:%d",node);
				getchar();
				break;	
			case '6':
				printf("计算总叶子数\n");				
	            leaf=leafs(T);
	            printf("总叶子数为:%d",leaf);
				getchar();
				break;	
			case '7':
				printf("计算二叉树的深度 \n");				
	            Height=depth(T);
	            printf("二叉树的深度为:%d",Height);
				getchar();
				break;		
			case '8':
				printf("交换左右子树\n");				
	            swap(T);
	            printf("交换左右子树成功\n");
	            printf("先序遍历二叉树\n");				
	            Preorder(T);
				getchar();
				break;					
			case '0':
				exit(0);
		}
	}
}


//先序建立二叉链表
			//A B C     D E   G     F      
/*测试用例    
A B C ? ? D E ? G ? ? F ? ? ? 
ABC??DE?G??F???
*/
void CreateBinTree(BinTree *T)
{
    char ch;
    ch=getchar();
     if (ch=='?'){
  *T=NULL;
 return;
 }
 else{ /* 读入非? */
 *T=(BinTNode*)malloc(sizeof(BinTNode));
/* 生成结点 */
 (*T)->data=ch;
 CreateBinTree(&(*T)->lchild);
/* 构造左子树 */
 CreateBinTree(&(*T)->rchild);
/* 构造右子树 */
 }
}
/*不显示创建成功,通过is not调试法发现问题出在菜单,当我选择1以后会敲一次回车,而这次回车被创建函数里的ch get了,所以导致头结点变成了\n,而根的右子树没有被赋值,\n产生了无限递入,最后不跳出函数,在choice = getchar();
后面增加一个getchar();,解决这个问题,调试方法如下
if (ch=='?'){
 printf("is");
 *T=NULL;
 return;
 }
 else{ 
        printf("not"); 添加这行代码来调试
也有法2:在创建函数中增加 
    while (ch == '\n'){
        ch = getchar();
    } 
    是\n直接跳过
*/ 
//前序遍历二叉树
void Preorder(BinTree T)
{
if(T) /*T 是空树则返回 */
{
printf("%c ",T->data); /* 访问结点 */
Preorder(T->lchild); /* 递归遍历左子树 */
Preorder(T->rchild); /* 递归遍历右子树 */
}
}


//中序遍历二叉树
void Inorder(BinTree T)
{
      if(T) /*T 是空树则返回 */
{
Inorder(T->lchild); /* 递归遍历左子树 */
printf("%c ",T->data); /* 访问结点 */
Inorder(T->rchild); /* 递归遍历右子树 */
}
}

//后序遍历二叉树
void Postorder(BinTree T)
{
     if(T) /*T 是空树则返回 */
{
Postorder(T->lchild); /* 递归遍历左子树 */
Postorder(T->rchild); /* 递归遍历右子树 */
printf("%c ",T->data); /* 访问结点 */
}
}

//计算总结点数
int nodes(BinTree T)
{
	if (T == NULL)//遇到NULL返回0
	{
		return 0;
	}
	int left = nodes(T->lchild);//计算左子树的结点个数
	int right = nodes(T->rchild);//计算右子树的结点个数
	return left + right + 1;//左子树的结点个数+右子树的结点个数+自己本身
}

//计算总叶子数
int leafs(BinTree T)
{
    // 二叉树叶子节点个数
	if (T == NULL)
	{
		return 0;
	}
	if (T->lchild == NULL && T->lchild == T->rchild)//判断是否是叶子结点
	{
		return 1;
	}
	int left = leafs(T->lchild);//统计左子树中叶子结点的个数
	int right = leafs(T->rchild);//统计右子树中叶子结点的个数
	
	return left + right;
}



//二叉树的深度
int depth(BinTree T)
{
	if (T== NULL)
	{
		return 0;
	}
	int left = depth(T->lchild);//记录左子树的高度
	int right = depth(T->rchild);//记录右子树的高度
	return left > right ? left + 1 : right + 1;
}


//交换左右子树
void swap(BinTree T)
{
    if(T==NULL) return;
    else
    {
        BinTree temp=T->lchild;
        T->lchild=T->rchild;
        T->rchild=temp;
        swap(T->lchild);
        swap(T->rchild);
    }
}

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