二叉树的基本操作

/*1．输入字符序列，建立二叉链表。

2．中序遍历二叉树:递归算法。

3．中序遍历二叉树:非递归算法。

4．求二叉树的高度。

5．求二叉树的叶子个数。

6．借助队列实现二叉树的层次遍历。

7．在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。

*8．综合训练：为N个权值设计哈夫曼编码。

*/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define STACKSIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define ElemType chartypedef struct BiTNode{ ElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild; //二叉树的存储结构}BiTNode,*BiTree;typedef struct{BiTree *base;BiTree *top;int stacksize;}SqStack; //顺序栈typedef struct QNode{BiTree data;struct QNode * next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue; //链队int InitStack(SqStack &S) //初始化栈{S.base=(BiTree *)malloc(STACKSIZE * sizeof(BiTree));if(!S.base) exit(-2);S.top=S.base; //空栈标志S.stacksize=STACKSIZE;return 1;}int InitQueue(LinkQueue &Q) //初始化队{Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front) exit (-2);Q.front->next=NULL; //空队return 1;}int DestroyQueue(LinkQueue &Q) //消除队{QueuePtr p;while(Q.front->next){p=Q.front->next;Q.front->next=p->next;free(p);}free(Q.front);return 1;}int QueueIsEmpty(LinkQueue Q) //判断队列是否为空{if (Q.front->next==NULL) return 1;return 0;}int EnQueue(LinkQueue &Q, BiTree e) //将数据元素e插入到队列Q的队尾{QueuePtr p;p=( QueuePtr ) malloc ( sizeof( QNode ) );if( p==NULL ) return 0;p->data=e;p->next=NULL; //创建新结点Q.rear->next=p;Q.rear=p; //插入return 1;}int DeQueue(LinkQueue &Q, BiTree &e) //将队列Q的队头元素出队，并存放到e中{QueuePtr p;if( Q.front==Q.rear ) return 0; //空队出错p=Q.front->next; //记住要删除的结点Q.front->next=p->next; //队头元素p出队if( Q.rear==p ) Q.rear=Q.front; //如果队中只有一个元素p，则p出队后成为空队e=p->data;free(p); //释放存储空间return 1;}int Push(SqStack &s,BiTree e) //入栈{if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(BiTree *)realloc(s.base,(s.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(BiTree));if(!s.base) exit(0);s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACKINCREMENT;}*s.top++=e;return 1;}int Pop(SqStack &s,BiTree &e) //出栈{if(s.top==s.base){return 0;}e=*--s.top;return 1;}int getTop(SqStack s,BiTree &e) //取栈顶元素{if(s.base==s.top)return 0;e=*(s.top-1);return 1;}int StackEmpty(SqStack s) //判断栈是否为空{if(s.base==s.top)return 1;elsereturn 0;}int MidTraverse1(BiTree T) //中序非递归算法{SqStack S;BiTree p;InitStack(S);Push(S,T);while(!StackEmpty(S)){while(getTop(S,p)&&p){Push(S,p->lchild);}Pop(S,p);if(!StackEmpty(S)){Pop(S,p);printf("%c",p->data);Push(S,p->rchild);}}return 1;}//先序建立二叉树void create(BiTree &T){char ch;scanf("%c",&ch);if(ch=='#') T=NULL;else{if(!(T = (BiTNode * )malloc(sizeof(BiTNode)))) return;T->data=ch;create(T->lchild);create(T->rchild);}}//先序遍历二叉树(递归算法)int fdisplay_1(BiTree T){if(!T) return 0;printf("%c",T->data);fdisplay_1(T->lchild);fdisplay_1(T->rchild);return 1;}//中序遍历二叉树(递归算法)int mdisplay_1(BiTree T){if(!T) return 0;mdisplay_1(T->lchild);printf("%c",T->data);mdisplay_1(T->rchild);return 1 ;}//后序遍历二叉树(递归算法)int ldisplay_1(BiTree T){if(!T) return 0;ldisplay_1(T->lchild);ldisplay_1(T->rchild);printf("%c",T->data);return 1;}//层次遍历int LevelTraverseBiTree(BiTree T) //利用队列层次遍历二叉树。

{LinkQueue Q;InitQueue(Q);EnQueue(Q,T);printf("%c",T->data);while(QueueIsEmpty(Q)!=1){DeQueue(Q,T);if(T->lchild){printf("%c",T->lchild->data);EnQueue(Q,T->lchild);}if(T->rchild){printf("%c",T->rchild->data);EnQueue(Q,T->rchild);}}DestroyQueue(Q);return 1;}int max(int m,int n){if(m>n)return m;elsereturn n;}//求二叉树的高度int high(BiTree T){if(!T){return 0;}else{return 1+max(high(T->lchild),high(T->rchild));}}//求叶子个数int leaf(BiTree T){int m,n;if(!T) return 0;if(!T->lchild&&!T->rchild) return 1;m=leaf(T->lchild);n=leaf(T->rchild);return (m+n);}//主函数void main(){BiTree T;int i,j;printf("按先序序列建立二叉树，如果没有左或右孩子则输入#:\n");create(T);printf("先序遍历递归算法:\n");fdisplay_1(T);printf("\n");printf("中序遍历递归算法:\n");mdisplay_1(T);printf("\n");printf("后序遍历递归算法:\n");ldisplay_1(T);printf("\n");printf("中序遍历非递归算法:\n");MidTraverse1(T);printf("\n");printf("层次遍历:\n");LevelTraverseBiTree(T);printf("\n");printf("二叉树的高度:");i=high(T);printf("%d",i);printf("\n");printf("二叉树叶子数:");j=leaf(T);printf("%d",j);printf("\n");}。