打印二叉树结构-数据结构与算法课程设计报告

合肥学院

计算机科学与技术系

课程设计报告

2009～2010学年第二学期

课程数据结构与算法

课程设计名称打印二叉树结构

学生姓名张文学

学号0804012017

专业班级08级计算机科学与技术专业(2)班

指导教师王昆仑张贯虹

2010年06月

题目：打印二叉树结构

问题描述：按凹入表形式横向打印任意二叉树结构，即二叉树的根在屏幕的最左边，二叉树的左子树在屏幕的下边，二叉树的右子树在屏幕的上边。提示：

（1）可以利用RDL遍历方法实现。

（2）利用结点的深度控制横向位置。

（3）在屏幕上打印出树形结构。

数据结构的选择和概要设计：

数据结构：因题目为打印二叉树结构，所以数据结构必选二叉树并在此用链式存储。结构体定义为：

typedef struct node{

char data;

struct node *lchild,*rchild;

}Node;

概要设计：题目要求为以凹形方式打印，并根在左边。因此可用递归函数实现这个功能，函数有两个参数，一个为二叉树结点指针，一个为这个结点的层次（void display(Node *bt,int layer)）。递归调用先是当前结点的右孩子，层次加一，然后打印当前结点，最后是递归调用当前结点的左孩子，层次同上面右孩子。

详细设计和代码：

详细设计：

首先要建立一个二叉树，在此为了使程序代码尽可能的简洁明了。建立二叉树采用先序方式，即在输入二叉树序列时与在先序遍历时结点数据相同。维一的区别是当出现无结点时，要以空格表示。最后，以回车表示输入结果。

建立完二叉树以后，就可以打印了。题目要求为以凹形方式打印，并根在左边。所以可用从右到左的中序遍历方法实现右孩子在上，根在中间，左孩子在下的结构。要突出层次结构，可利用递归方法。设计一个递归函数，两个参数，一个表示为二叉树结点指针，一个表示结点指针所指向结点层次。在一个递归函数中，先递归调用自己，参数一为当前结点的右孩子，层次因比根结点的层次多一。因此，要在根结点的层次的基础上加一。在此为了突出层次，并使打印出的结果，层次结构更清晰，将每次要加一表示层次的变化，改为加二。然后，打印当根结点的数据。分三步：一，打印n个空格，n为当前形参中的“层次”；二，打印数据；三，回车换行。最后，递归调用自己，实参分别为，一是当前根结点的左孩子，二于前面的“层次”一样，因为，一个根在左右两个孩子结点所在的层次是一样的。如此，就可实现以凹形方式打印二叉树的要求。

代码：

/*

* This program create a binary tree by preorder,then

* print it out,show its layers;

*

* 06/03/2010

*/

#include

#include

/* the type of the binary tree node */

typedef struct node{

char data;

struct node *lchild,*rchild;

}Node;

/* create a binary tree ,preorder */

Node *create(){

char ch;

Node *pnode=NULL;

ch=getchar();

if(ch!=' '&&ch!='\n'){

pnode=(Node *)malloc(sizeof(Node));

pnode->data=ch;

pnode->lchild=create();

pnode->rchild=create();

}

return pnode;

}

/* display a binary tree ,show its layers */

void display(Node *bt,int layer){

int i=0;

if(bt){

display(bt->rchild,layer+2);

for(;i

printf(" ");

printf("%c\n",bt->data);

display(bt->lchild,layer+2);

}

}

int main(){

Node *bt=NULL;

printf("\nThis program create a binary tree by preorder,then\n");

printf("print it out,show its layers\n");

printf("\n06\\03\\2010\n");

printf("\nCreate a binary tree (preorder,backspace(pnode==NULL)):\n");

bt=create();

getchar();

printf("\n\nThe binary tree you just created is :\n\n");

display(bt,0);

printf("\n\n");

getchar();

return 0;

}

上机调试:

1，初次运行时，出现访问内存错误。

原因：在建立二叉树时，返回指针我是通过参数传递实现的。因实参与形参的转换，对形参的更改并没有改变实参。所以在下面继续调用实参指向的左子树时，出现内在访问错误。

改证：方法一，以返回值的形式更改指针。本程序就采用此方法，原因是易理解。

方法二，形参利用引用。如此，形参相当于实参的别名，对形参的更改也就是对实参的更改。

2，两次运行时，又出现访问内存错误。

原因：在打印二叉树时，当访问到最右边的结点时，再次访问它的右子树，此时指针为空，当进入函数后，再次访问它的右子树，就会出现访问内存错误，因为此时的指针为NULL。

改证：在函数的开始处，判断指针是否为空，空则不处理，即返回。否则，利用上述详细设计设计代码。

测试结果及分析：

测试二叉树的先序遍历为：ABDCEF；

实际测试过程：

测试时建立二叉树输入序列为：AB D CE F ↙

测试结果如下：

建立二叉树的过程：

图1 建立二叉树的过程

打印二叉树：

图2 打印二叉树

分析：由上测试过程可以分析得出结论。

(1)程序在输入完全正确的情况下可正常运行。

(2)程序完成了题目的所有要求。

用户使用说明：

本程序首先要求以先序方式建立一个二叉树，然后打印出这个二叉树。

在建立二叉树，结点数据以先序方式输入，并用空格表示当遍历时出现空结点的情况。最后以回车键表示结束。此时程序将以凹形方式打印出这个二叉树。输入任意键结束程序。

参考文献：

[1] 王昆仑，李红.数据结构与算法.北京：中国铁道出版社，2007.