数据结构课程设计树与二叉树的转换

《数据结构》课程设计报告

设计题目：_树与二叉树的转换___

姓名：_______李锦_____________

学号：________211214011_______

专业：_______物联网工程_______

院系：_______计算机科学与技术_______

班级：__________1205___________

指导教师：_________高秀梅______

2014年 2 月14 日

目录

一、问题描述 (2)

二、基本要求 (2)

三、概要设计 (2)

四、数据结构设计 (2)

五、算法设计 (3)

1、算法分析 (3)

2、算法实现 (3)

六、程序测试与实现 (6)

1、函数之间的调用关系 (6)

2、主程序 (6)

3、测试数据 (8)

4、测试结果 (8)

七、调试分析 (10)

八、遇到的问题及解决办法 (10)

九、心得体会 (10)

一、问题描述

完成树与二叉树的转换

二、基本要求

1、树采用双亲表示法

2、能够将树转换为二叉树

3、对转换的二叉树进行算法设计统计人一结点的孩子数

4、利用转换的二叉树计算树的高度

三、概要设计

操作集合：

(1) CTreeNode *SearchCTree(CTreeNode *root ,char data) 查找树结点

(2) CTreeNode *CreateSTree() 生成树

(3) void preorderTree(CTreeNode *ctroot) 树的遍历

(4) void PrintTree(CTreeNode *troot,int depth) 树的输出

(5 void initQueueCTree(QueueCTree *&q) 初始化树队列

(6) void initQueueBTree(QueueBTree *&q) 初始化二叉树队列

（7）void TreeToBTree(CTreeNode *ctroot,BTreeNode *&btroot) //树转化为二叉树ctroot 指向树的根节点，btroot,指向二叉树的根

四、数据结构设计

struct CTreeNode//树节点的类型

{

char data;//数据域，采用char星

struct CTreeNode *children[DEGREE];//指向孩子节点的指针域

};

struct BTreeNode

{

char data;//数据域

BTreeNode *lchild,*rchild;//左右孩子节点的指针

};

//树队列结构体类型

struct QueueCTree

{

CTreeNode *CTreeArray[MAX_NODE_NUM];//结构体指针数组，存放节点的地址

//struct nodeCTree *next;

int CTreeFront,CTreeRear;

};

//二叉树队列结构类型

struct QueueBTree

{

BTreeNode *BTreeArray[MAX_NODE_NUM];//结构体指针数组，存放节点的地址

//struct nodeBTree *next;

int BTreeFront,BTreeRear;

};

五、算法设计

1、算法分析

将树转换成二叉树的步骤是：（1）加线。就是在所有兄弟结点之间加一条连线；（2）抹线。就是对树中的每个结点，只保留他与第一个孩子结点之间的连线，删除它与其它孩子结点之间的连线；（3）旋转。就是以树的根结点为轴心，将整棵树顺时针旋转一定角度，使之结构层次分明。

2、算法实现

void TreeToBTree(CTreeNode *ctroot,BTreeNode *&btroot)//树转化为二叉树ctroot指向树的根节点，btroot,指向二叉树的跟

{

QueueCTree *VisitedCTreeNodes;

QueueBTree *VisitedBTreeNodes;//辅助队列

initQueueCTree(VisitedCTreeNodes);

initQueueBTree(VisitedBTreeNodes);//初始化队列

CTreeNode *ctnode;

BTreeNode *btnode,*p,*LastSibling;

int i;

btroot=new BTreeNode;//添加开辟内存空间语句

btroot->data=ctroot->data;//树的根节点作为二叉树的根节点

btroot->lchild=btroot->rchild=NULL;

addQueueCTree(VisitedCTreeNodes,ctroot);//树的跟节点入队

addQueueBTree(VisitedBTreeNodes,btroot);//二叉树的跟节点入队

while(!QueueCTreeEmpty(VisitedCTreeNodes))

{

ctnode=delQueueCTree(VisitedCTreeNodes);//树节点出队

btnode=delQueueBTree(VisitedBTreeNodes);//二叉树节点出队

for(i=0;i

{

if(ctnode->children[i]==NULL)//孩子节点访问完毕

break;

p=new BTreeNode;//分配二叉树节点

p->data=ctnode->children[i]->data;

p->lchild=p->rchild=NULL;

if(i==0)

btnode->lchild=p;//长子，作为父节点的做孩子

else

LastSibling->rchild=p;//作为上一个兄弟节点的右孩子

LastSibling=p;

addQueueCTree(VisitedCTreeNodes,ctnode->children[i]);//树节点进队列

addQueueBTree(VisitedBTreeNodes,p);//二叉树节点进门队列}

3、算法流程图

六、程序测试与实现

1、函数之间的调用关系

2、主程序

int main()

{

CTreeNode *Tree;

BTreeNode *BTree;

int x=0;

char n,i,j,k;

while(1)

{

p:n=menu();

if(n=='1')

{

while(1)

{

i=Treemenu();

switch(i)

{

case '1':Tree=CreateSTree();break;

case '2':PrintTree(Tree,10);cout<<"\n\t\t按任意键返回...\n";

getch();break;

case '3':preorderTree(Tree);cout<<"\n\t\t按任意键返回...\n";

getch();break;

case '4':goto p;break;

}

}

}

if(n=='2')

{

TreeToBTree(Tree,BTree);

while(1)

{

j=Btreemenu();

switch(j)

{

case '1':PrintIn(BTree,5);cout<<"\n\t\t按任意键返回...\n";

getch();break;

case '2':Preorder(BTree);cout<<"\n\t\t按任意键返回...\n";

getch();break;

case '3':cout<

getch();break;

case '4':count(BTree);cout<<"\n\t\t按任意键返回...\n";

getch();break;

case '5':goto p;break;

}

}

}

if(n=='3')

{

break;

}

}

return 0;

}

3、测试数据

a b c d e

4、测试结果

数据结构课程设计

七、调试分析

首先根据指令，输入信息，生成一个树后，再将生成的树转化成二叉树，然后输出二叉树的结构图,二叉树的前序遍历结果以及二叉树的深度和节点孩子数

八、遇到的问题及解决办法

调试时遇到诸多问题，其中最主要的问题是死循环问题，在非递归遍历时，容易进入死循环，经过查找资料、分步调试最终找到循环结束条件，顺利解决各个难题。

九、心得体会

通过本次课程设计，我发现，有关一个课题的所有知识不仅仅是在课本上，多查阅一些资料能够更好的完成课题，这就需要一种能力，即自学能力。本次课程设计还让我认识到自己的缺点。本次选的课题是二叉树的遍历，因为本学期所学的就是二叉树等数据结构，所以认为比较适合。刚开始认为会很简单，但到后来就出现一些难以解决的问题，就像老师请教，并查阅相关资料。经过慢慢的调试，最终测试成功。这次课程设计让我所学到的数据结构知识发挥的淋漓尽致，而且还拓展了我的知识面，使我更加熟练的掌握各种方法。

总之，这次课程设计增强了我的自学能力，拓展了我的知识面，让我对数据结构更加了解。

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