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数据结构C语言版_二叉树的三叉链表存储表示

/*
数据结构C语言版 二叉树的三叉链表存储表示
编译环境：Dev-C++ 4.9.9.2
日期：2011年2月13日
*/
#include
#include

typedef char TElemType;

// 二叉树的三叉链表存储表示
typedef struct BiTPNode
{
TElemType data;
struct BiTPNode *parent,*lchild,*rchild; // 双亲、左右孩子指针
}BiTPNode,*BiPTree;


typedef BiPTree QElemType; // 设队列元素为二叉树的指针类型

typedef struct QNode
{
QElemType data; //数据域
struct QNode *next; //指针域
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct
{
QueuePtr front,//队头指针，指针域指向队头元素
rear; //队尾指针，指向队尾元素
}LinkQueue;

TElemType Nil=' '; // 字符型以空格符为空

// 构造空二叉树T
int InitBiTree(BiPTree *T)
{
*T=NULL;
return 1;
}

// 销毁二叉树T
void DestroyBiTree(BiPTree *T)
{
if(*T) // 非空树
{
if((*T)->lchild) // 有左孩子
DestroyBiTree(&(*T)->lchild); // 销毁左孩子子树
if((*T)->rchild) // 有右孩子
DestroyBiTree(&(*T)->rchild); // 销毁右孩子子树
free(*T); // 释放根结点
*T=NULL; // 空指针赋0
}
}

#define ClearBiTree DestroyBiTree

// 按先序次序输入二叉树中结点的值（可为字符型或整型，在主程中定义），
// 构造仅缺双亲指针的三叉链表表示的二叉树T。变量Nil表示空（子）树
void Create(BiPTree *T) // CreateBiTree()调用
{
TElemType ch;
scanf("%c",&ch);
if(ch==Nil) // 空
*T=NULL;
else
{
*T=(BiPTree)malloc(sizeof(BiTPNode));
if(!*T)
exit(0);
(*T)->data=ch; // 生成根结点
Create(&(*T)->lchild); // 构造左子树
Create(&(*T)->rchild); // 构造右子树
}
}



// 构造一个空队列Q
int InitQueue(LinkQueue *Q)
{
(*Q).front=(*Q).rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)); //动态分配一个空间
if(!(*Q).front)
exit(0);
(*Q).front->next=NULL; //队头指针指向空，无数据域，这样构成了一个空队列
return 1;
}

// 若Q为空队列,则返回1,否则返回0
int QueueEmpty(LinkQueue Q)
{
if(Q.front==Q.rear)
return 1;
else
return 0;
}

// 插入元素e为Q的新的队尾元素
int EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e)
{
QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!p) // 存储分配失败
exit(0);
//生成一个以为e为数据域的队列元素
p->data=e;
p->next=NULL;
//将该新队列元素接在队尾的后面
(*Q).rear->next=p;
(*Q).rear=p;
return 1;
}

// 若队列不空,删除Q的队头元素,用e返回其值,并返回1,否则返回0
int DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e)
{
QueuePtr p;
if((*Q).front==(*Q).rear)
return 0;
p=(*Q).front->next; //队头元素
*e=p->data;
(*Q).front->next=p->next;
if((*Q).rear==p)
(*Q).rear=(*Q).front;
free(p);
return 1;
}

// 按先序次序输入二叉树中结点的值（可为字符型或整型，在主程中定

义），
// 构造三叉链表表示的二叉树T
int CreateBiTree(BiPTree *T)
{
LinkQueue q;
QElemType a;
Create(T); // 构造二叉树(缺双亲指针)
if(*T) // 非空树
{
(*T)->parent=NULL; // 根结点的双亲为＂空＂
InitQueue(&q); // 初始化队列
EnQueue(&q,*T); // 根指针入队
while(!QueueEmpty(q)) // 队不空
{
DeQueue(&q,&a); // 出队,队列元素赋给a
if(a->lchild) // 有左孩子
{
a->lchild->parent=a; // 给左孩子的双亲指针赋值
EnQueue(&q,a->lchild); // 左孩子入队
}
if(a->rchild) // 有右孩子
{
a->rchild->parent=a; // 给右孩子的双亲指针赋值
EnQueue(&q,a->rchild); // 右孩子入队
}
}
}
return 1;
}

// 若T为空二叉树,则返回1,否则0
int BiTreeEmpty(BiPTree T)
{
if(T)
return 0;
else
return 1;
}

// 返回T的深度
int BiTreeDepth(BiPTree T)
{
int i,j;
if(!T)
return 0;
if(T->lchild)
i=BiTreeDepth(T->lchild);
else
i=0;
if(T->rchild)
j=BiTreeDepth(T->rchild);
else
j=0;
return i>j ? i+1 : j+1;
}

// 返回T的根
TElemType Root(BiPTree T)
{
if(T)
return T->data;
else
return Nil;
}

// 返回p所指结点的值
TElemType Value(BiPTree p)
{
return p->data;
}

// 给p所指结点赋值为value
void Assign(BiPTree p,TElemType value)
{
p->data=value;
}

// 返回二叉树T中指向元素值为e的结点的指针
BiPTree Point(BiPTree T,TElemType e)
{
LinkQueue q;
QElemType a;

if(T) // 非空树
{
InitQueue(&q); // 初始化队列
EnQueue(&q,T); // 根结点入队
while(!QueueEmpty(q)) // 队不空
{
DeQueue(&q,&a); // 出队,队列元素赋给a
if(a->data==e)
return a;
if(a->lchild) // 有左孩子
EnQueue(&q,a->lchild); // 入队左孩子
if(a->rchild) // 有右孩子
EnQueue(&q,a->rchild); // 入队右孩子
}
}
return NULL;
}

// 若e是T的非根结点,则返回它的双亲,否则返回＂空＂
TElemType Parent(BiPTree T,TElemType e)
{
BiPTree a;
if(T) // 非空树
{
a=Point(T,e); // a是结点e的指针
if(a&&a!=T) // T中存在结点e且e是非根结点
return a->parent->data; // 返回e的双亲的值
}
return Nil; // 其余情况返回空
}

// 返回e的左孩子。若e无左孩子,则返回＂空＂
TElemType LeftChild(BiPTree T,TElemType e)
{
BiPTree a;
if(T) // 非空树
{
a=Point(T,e); // a是结点e的指针
if(a&&a->lchild) // T中存在结点e且e存在左孩子
return a->lchild->data; // 返回e的左孩子的值
}
return Nil; // 其余情况返回空
}

// 返回e的右孩子。若e无右孩子,则返回＂空＂
TElemType RightChild(BiPTree T,TElemType e)
{
BiPTree a;
if(T) // 非空树
{
a=Point(T,e); // a是结点e的指针
if(a&&a->rchild) // T中存在结点e且e存在右孩子
return a->rchild->data; // 返回e的右孩子

的值
}
return Nil; // 其余情况返回空
}

// 返回e的左兄弟。若e是T的左孩子或无左兄弟,则返回＂空＂
TElemType LeftSibling(BiPTree T,TElemType e)
{
BiPTree a;
if(T) // 非空树
{
a=Point(T,e); // a是结点e的指针
// T中存在结点e且e存在左兄弟
if(a&&a!=T&&a->parent->lchild&&a->parent->lchild!=a)
return a->parent->lchild->data; // 返回e的左兄弟的值
}
return Nil; // 其余情况返回空
}

// 返回e的右兄弟。若e是T的右孩子或无右兄弟,则返回＂空＂
TElemType RightSibling(BiPTree T,TElemType e)
{
BiPTree a;
if(T) // 非空树
{
a=Point(T,e); // a是结点e的指针
// T中存在结点e且e存在右兄弟
if(a&&a!=T&&a->parent->rchild&&a->parent->rchild!=a)
return a->parent->rchild->data; // 返回e的右兄弟的值
}
return Nil; // 其余情况返回空
}

// 根据LR为0或1,插入c为T中p所指结点的左或右子树。p所指结点
// 的原有左或右子树则成为c的右子树。
int InsertChild(BiPTree p,int LR,BiPTree c)
{
if(p) // p不空
{
if(LR==0)
{
c->rchild=p->lchild;
if(c->rchild) // c有右孩子(p原有左孩子)
c->rchild->parent=c;
p->lchild=c;
c->parent=p;
}
else // LR==1
{
c->rchild=p->rchild;
if(c->rchild) // c有右孩子(p原有右孩子)
c->rchild->parent=c;
p->rchild=c;
c->parent=p;
}
return 1;
}
return 0; // p空
}

// 根据LR为0或1,删除T中p所指结点的左或右子树
int DeleteChild(BiPTree p,int LR)
{
if(p) // p不空
{
if(LR==0) // 删除左子树
ClearBiTree(&p->lchild);
else // 删除右子树
ClearBiTree(&p->rchild);
return 1;
}
return 0; // p空
}

// 先序递归遍历二叉树T
void PreOrderTraverse(BiPTree T,int(*Visit)(BiPTree))
{
if(T)
{
Visit(T); // 先访问根结点
PreOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 再先序遍历左子树
PreOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 最后先序遍历右子树
}
}

// 中序递归遍历二叉树T
void InOrderTraverse(BiPTree T,int(*Visit)(BiPTree))
{
if(T)
{
InOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 中序遍历左子树
Visit(T); // 再访问根结点
InOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 最后中序遍历右子树
}
}

// 后序递归遍历二叉树T
void PostOrderTraverse(BiPTree T,int(*Visit)(BiPTree))
{
if(T)
{
PostOrderTraverse(T->lchild,Visit); // 后序遍历左子树
PostOrderTraverse(T->rchild,Visit); // 后序遍历右子树
Visit(T); // 最后访问根结点
}
}

// 层序遍历二叉树T(利用队列)
void LevelOrderTraverse(BiPTree T,int(*Visit)(BiPTree))
{
LinkQueue q;
QElemType a;
if(T)
{
InitQueue(&q);
EnQueue(&q,T);
while(!QueueEmpty(q))
{
DeQueue(&q,&a);
Visit(a);
if(a->lchild!=NULL)
EnQueue(&q,a->lchild);
if(a->rchild!=NULL)
EnQueue(&q,a->rchild);
}
}
}


int visitT(BiPTree T)
{
if(T) // T非空
printf("%c是",T->data);
if(T->parent) // T有双亲
{
printf("%c",T->parent->data);
if(T->parent->lchild==T)
printf("的左孩子\n");
else
printf("的右孩子\n");
}
else
printf("根结点\n");
return 1;
}

int main()
{
int i;
BiPTree T,c,q;
TElemType e1,e2;

InitBiTree(&T);
printf("构造空二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",
BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
e1=Root(T);
if(e1!=Nil)
printf("二叉树的根为: %c\n",e1);
else
printf("树空，无根\n");

printf("请按先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为"
"左子树的二叉树)\n");
CreateBiTree(&T);
printf("建立二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",
BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));
e1=Root(T);
if(e1!=Nil)
printf("二叉树的根为: %c\n",e1);
else
printf("树空，无根\n");

printf("中序递归遍历二叉树:\n");
InOrderTraverse(T,visitT);

printf("后序递归遍历二叉树:\n");
PostOrderTraverse(T,visitT);

printf("层序遍历二叉树:\n");
LevelOrderTraverse(T,visitT);
printf("请输入一个结点的值: ");
scanf("%*c");
scanf("%c%*c",&e1);
c=Point(T,e1); // c为e1的指针
printf("结点的值为%c\n",Value(c));
printf("欲改变此结点的值，请输入新值: ");
scanf("%c%*c",&e2);
Assign(c,e2);
printf("层序遍历二叉树:\n");
LevelOrderTraverse(T,visitT);
e1=Parent(T,e2);
if(e1!=Nil)
printf("%c的双亲是%c\n",e2,e1);
else
printf("%c没有双亲\n",e2);
e1=LeftChild(T,e2);
if(e1!=Nil)
printf("%c的左孩子是%c\n",e2,e1);
else
printf("%c没有左孩子\n",e2);
e1=RightChild(T,e2);
if(e1!=Nil)
printf("%c的右孩子是%c\n",e2,e1);
else
printf("%c没有右孩子\n",e2);
e1=LeftSibling(T,e2);
if(e1!=Nil)
printf("%c的左兄弟是%c\n",e2,e1);
else
printf("%c没有左兄弟\n",e2);
e1=RightSibling(T,e2);
if(e1!=Nil)
printf("%c的右兄弟是%c\n",e2,e1);
else
printf("%c没有右兄弟\n",e2);
InitBiTree(&c);

printf("构造一个右子树为空的二叉树c:\n");
printf("请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)\n");
CreateBiTree(&c);
printf("先序递归遍历二叉树c:\n");
PreOrderTraverse(c,visitT);
printf("树c插到树T中,请输入树T中树c的双亲结点 c为左(0)或右(1)子树: ");
scanf("%*c%c%d",&e1,&i);
q=Point(T,e1);
InsertChild(q,i,c);
printf("先序递归遍历二叉树:\n");
PreOrderTraverse(T,visitT);
printf("删除子树,请输入待删除子树的双亲结点 左(0)或右(1)子树: ");
scanf("%*c%c%d",&e1,&i);
q=Point(T,e1);
DeleteChild(q,i);
printf("先序递归遍历二叉树:\n");
PreOrderTraverse(T,visitT);
DestroyBiTree(&T);

system("pause");
return 0;
}
/*
输出效果：

构造空二叉树后,树空否？1(1:是 0:否) 树的

深度=0
树空，无根
请按先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)
ab
建立二叉树后,树空否？0(1:是 0:否) 树的深度=2
二叉树的根为: a
中序递归遍历二叉树:
b是a的左孩子
a是根结点
后序递归遍历二叉树:
b是a的左孩子
a是根结点
层序遍历二叉树:
a是根结点
b是a的左孩子
请输入一个结点的值: a
结点的值为a
欲改变此结点的值，请输入新值: c
层序遍历二叉树:
c是根结点
b是c的左孩子
c没有双亲
c的左孩子是b
c没有右孩子
c没有左兄弟
c没有右兄弟
构造一个右子树为空的二叉树c:
请先序输入二叉树(如:ab三个空格表示a为根结点,b为左子树的二叉树)
AB
先序递归遍历二叉树c:
A是根结点
B是A的左孩子
树c插到树T中,请输入树T中树c的双亲结点 c为左(0)或右(1)子树: c 1
先序递归遍历二叉树:
c是根结点
b是c的左孩子
A是c的右孩子
B是A的左孩子
删除子树,请输入待删除子树的双亲结点 左(0)或右(1)子树: A 0
先序递归遍历二叉树:
c是根结点
b是c的左孩子
A是c的右孩子
请按任意键继续. . .

*/

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