二叉树的二叉链表存储及基本操作

二叉树的二叉链表存储及基本操作

《二叉树的二叉链表存储及基本操作》

一、二叉树的二叉链表表示及存储

1.定义

二叉树的二叉链表存储表示是把一个二叉树存放在计算机中的一种表示形式,它是由一组以结点对象为元素的链表构成的,结点对象中包括数据域和结构域。数据域存放结点的数据元素;结构域由两个指针域组成,其中一个指向左孩子,另一个指向右孩子。

2.存储形式

二叉树的二叉链表存储表示可以用如下的存储形式表示:

typedef struct BTNode {

TElemType data; // 结点的数据域

struct BTNode *lchild; // 指向左孩子的指针域

struct BTNode *rchild; // 指向右孩子的指针域

} BTNode; // 树结点的定义

typedef BTNode *BiTree; // 定义二叉树的指针类型

3.空的二叉树

把一个指向树结点的指针设为NULL,称为一个空的二叉树。一般在某个树被销毁后,都要把该树设置成空树。

二、二叉树的基本操作

1.求二叉树的结点数

要求二叉树的结点数,可以用递归的方法求解。求n个结点的二

叉树的结点数,可以先求出它的左子树结点数,右子树结点数,再加上根结点的数量就得到了结点数。

// 求二叉树的结点数

int CountBTNode(BiTree T)

{

if (T == NULL) // 空树,结点数为0

return 0;

else // 左子树结点数 + 右子树结点数 + 1

return CountBTNode(T -> lchild) + CountBTNode(T -> rchild) + 1;

}

2.求二叉树叶结点数

要求二叉树叶结点数,也可以用递归的方法求解。当一个结点的左子树为空树,右子树也为空树时,它就是一个叶结点,则叶结点数加1;如果结点不是叶结点,则继续求它的左子树叶结点数和右子树叶结点数,再把它们加起来就是该二叉树的叶结点数。

// 求二叉树叶结点数

int CountBTLeaf(BiTree T)

{

if (T == NULL) // 空树,叶结点数为0

return 0;

else if (T -> lchild == NULL && T -> rchild == NULL) //

判读是否是叶结点

return 1;

else // 左子树叶结点数 + 右子树叶结点数

return CountBTLeaf(T -> lchild) + CountBTLeaf(T -> rchild);

}

3.求二叉树深度

要求二叉树深度,也可以用递归的方法求解。它的深度等于左右子树深度的较大值再加1。

树的存储方法

树的存储方法 1.双亲链表表示法 双亲链表表示法利用树中每个结点的双亲唯一性,在存储结点信息的同时,为每个结点附设一个指向其双亲的指针parent,惟一地表示任何-棵树。 (1)双亲链表表示法的实现 方法①用动态链表实现 方法②用向量表示——更为方便 (2)双亲链表向量表示的形式说明 #define MaxTreeSize 100 //向量空间的大小,由用户定义 typedef char DataType; //应由用户定义 typedef struc { DataType data;//结点数据 int parent; //双亲指针,指示结点的双亲在向量中的位置 }PTreeNode; typedef struct { PTreeNode nodes[MaxTreeSize]; int n; //结点总数 }PTree; PTree T; //T是双亲链表 *注意:若T.nodes[i].parent=j,则T.nodes[i]的双亲是T.nodes[j]。(3)双亲链表表示实例 【例】图6.17(a)的双亲链表表示如下面数组所示。

分析: E和F所在结点的双亲域是1,它们的双亲结点在向量中的位置是1,即B 是它们的双亲。 注意:①根无双亲,其parent域为-1。 ②双亲链表表示法中指针parent向上链接,适合求指定结点的双亲或祖先(包括根);求指定结点的孩子或其它后代时,可能要遍历整个数组。 2.孩子链表表示法 (1)结点结构 ①定长节点:即树中每个结点均按树的度k来设置指针。 n个结点的树一共有n*k个指针域,而树中只有n-1条边,故树中的空指针数目为:kn-(n-1)=n(k-1)+1(k越大,浪费的空间越多)。 ②不定长结点:即树中每个结点按本结点的度来设置指针数,并在结点中增设一个度数域degree指出该结点包含的指针数。 *注意:各结点不等长,虽然节省了空间,但是给运算带来不便。

二叉树的储存结构的实现及应用

二叉树的储存结构的实现及应用 二叉树是一种常见的数据结构,它在计算机科学和算法设计中广泛应用。二叉树的储存结构有多种实现方式,包括顺序储存结构和链式储存结构。本文将从这两种储存结构的实现和应用角度进行详细介绍,以便读者更好地理解二叉树的储存结构及其在实际应用中的作用。 一、顺序储存结构的实现及应用 顺序储存结构是将二叉树的节点按照从上到下、从左到右的顺序依次存储在一维数组中。通常采用数组来实现顺序储存结构,数组的下标和节点的位置之间存在一定的对应关系,通过数学计算可以快速找到节点的父节点、左孩子和右孩子。顺序储存结构的实现相对简单,利用数组的特性可以迅速随机访问节点,适用于完全二叉树。 1.1 实现过程 在采用顺序储存结构的实现中,需要首先确定二叉树的深度,然后根据深度确定数组的长度。通过数学计算可以得到节点间的位置关系,初始化数组并按照规定的顺序将二叉树节点逐一填入数组中。在访问二叉树节点时,可以通过计算得到节点的父节点和子节点的位置,从而实现随机访问。 1.2 应用场景 顺序储存结构适用于完全二叉树的储存和遍历,常见的应用场景包括二叉堆和哈夫曼树。二叉堆是一种特殊的二叉树,顺序储存结构可以方便地实现它的插入、删除和调整操作,因此在堆排序、优先队列等算法中得到广泛应用。哈夫曼树则是数据压缩领域的重要应用,通过顺序储存结构可以有效地构建和处理哈夫曼树,实现压缩编码和解码操作。 二、链式储存结构的实现及应用 链式储存结构是通过指针将二叉树的节点连接起来,形成一个类似链表的结构。每个节点包含数据域和指针域,指针域指向节点的左右孩子节点。链式储存结构的实现相对灵活,适用于任意形态的二叉树,但需要额外的指针空间来存储节点的地址信息。 2.1 实现过程 在链式储存结构的实现中,每个节点需要定义为一个包含数据域和指针域的结构体或类。通过指针来连接各个节点,形成一个二叉树的结构。在树的遍历和操作中,可以通过指针的操作来实现节点的访问和处理,具有较高的灵活性和可扩展性。 2.2 应用场景

二叉树的二叉链表表示

====实习报告二“二叉树的二叉链表表示”演示程序 ==== (一)、程序的功能和特点 1. 程序功能:利用链表对非线性二叉树进行存储表示和访问。能够创建二叉树,并且能够按前序遍历显示输出所创建的二叉树。 2. 程序特点:采用java 面向对象语言,对二叉树用二叉链表用类进行封装。能够创建二叉树,并且能够按前序遍历显示输出所创建的二叉树。 (二)、程序的算法设计 算法一:“按前序遍历方式建立二叉树”算法: 1.【逻辑结构与存储结构设计】 逻辑结构:非线性结构。 存储结构:链式存储结构。 头指针bt 头结点指针bt (a) 带头指针的二叉链表 (b) 带头结点的二叉链表 链式 二叉树的二叉链表表示示意图 A ∧ B ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ A C D E D F E F B C G ∧ ∧ G

2.【基本操作设计】 Y N 3.【算法设计】 创建二叉链表文字说明: (1).首先按前序输入二叉树。 (2).判断是否是封闭结点的标识,如果不是则创建二叉链表,递归生成其左右子树。 (3).如果是封闭结点标识则结束; (4).插入成功返回二叉链表的头指针。 4.【高级语言代码】 //按前序遍历方式建立二叉树 public BinTreeNode preOrderCreate ( BinTreeNode p ) { double item=0.0; System.out .println("按照前序遍历次序每次输入一个结点值。"); 开始创建 键盘输入二叉树的二叉链的数据 if ( item != RefValue ) 创建二叉链表结点 封闭叶子 结点 递归生成 左右子树 创建成功返回二叉树的头指创建结束

《算法导论》读书笔记之第10章 基本数据结构之二叉树

《算法导论》读书笔记之第10章基本数据结构之二叉树 摘要 书中第10章10.4小节介绍了有根树,简单介绍了二叉树和分支数目无限制的有根树的存储结构,而没有关于二叉树的遍历过程。为此对二叉树做个简单的总结,介绍一下二叉树基本概念、性质、二叉树的存储结构和遍历过程,主要包括先根遍历、中根遍历、后根遍历和层次遍历。 1、二叉树的定义 二叉树(Binary Tree)是一种特殊的树型结构,每个节点至多有两棵子树,且二叉树的子树有左右之分,次序不能颠倒。 由定义可知,二叉树中不存在度(结点拥有的子树数目)大于2的节点。二叉树形状如下下图所示: 2、二叉树的性质 (1)在二叉树中的第i层上至多有2^(i-1)个结点(i>=1)。备注:^表示此方 (2)深度为k的二叉树至多有2^k-1个节点(k>=1)。(3)对任何一棵二叉树T,如果其终端结点数目为n0,度为2的节点数目为n2,则n0=n2+1。 满二叉树:深度为k且具有2^k-1个结点的二叉树。即满二叉树中的每一层上的结点数都是最大的结点数。

完全二叉树:深度为k具有n个结点的二叉树,当且仅当每一个结点与深度为k的满二叉树中的编号从1至n的结点一一对应。 可以得到一般结论:满二叉树和完全二叉树是两种特殊形态的二叉树,满二叉树肯定是完全二叉树,但完全二叉树不不一定是满二叉树。 举例如下图是所示: (4)具有n个节点的完全二叉树的深度为log2n + 1。 3、二叉树的存储结构 可以采用顺序存储数组和链式存储二叉链表两种方法 来存储二叉树。经常使用的二叉链表方法,因为其非常灵活,方便二叉树的操作。二叉树的二叉链表存储结构如下所示: 1 typedef struct binary_tree_node 2 { 3 int elem; 4 struct binary_tree_node *left; 5 struct binary_tree_node *right; 6 }binary_tree_node,*binary_tree; 举例说明二叉链表存储过程,如下图所示:

二叉树的顺序存储及基本操作

二叉树的顺序存储及基本操作 什么是二叉树 二叉树是一种树形结构,它的每个节点最多有两个子节点。每个节点都可以看作是二叉树的根节点,它的左子树和右子树也是一棵二叉树。二叉树的节点之间通过边连接,并且没有环路,即不存在两个节点之间存在多条路径的情况。 顺序存储二叉树的定义 顺序存储二叉树是通过数组来表示二叉树的一种方式。通过将二叉树的节点按照层次遍历的顺序依次存储在数组中,可以用数组的索引来表示节点之间的关系。具体而言,假设根节点存储在数组下标为0的位置,那么对于任意一个位置为i的节点,它的左子节点存储在2i+1的位置,右子节点存储在2i+2的位置。 顺序存储二叉树的优缺点 优点 1.顺序存储二叉树无需使用指针来表示节点之间的关系,可以减少内存的使用。 2.顺序存储二叉树的节点在内存中连续存储,可以提高访问效率。 缺点 1.顺序存储二叉树的大小需要预先确定,当二叉树的节点数量超过预先设定的 大小时,需要重新分配更大的数组空间。 2.在删除和插入节点时,需要对数组进行移动操作,时间复杂度较高。 顺序存储二叉树的基本操作 初始化二叉树 顺序存储二叉树的初始化操作就是创建一个具有固定大小的数组,用来存储二叉树的节点。

插入节点 插入节点的操作需要先找到插入位置的索引,然后将节点的值存储在该位置。如果该位置已经存在节点,需要根据二叉树的特性判断是插入到左子节点还是右子节点。 删除节点 删除节点的操作需要先找到要删除的节点的位置,然后将该位置的值置为null。 接下来需要根据二叉树的特性判断是将左子节点还是右子节点提升为删除节点的位置,并将相应子节点的值置为null。 遍历二叉树 遍历二叉树是指按照一定的顺序依次访问二叉树的所有节点。常见的二叉树遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历。 •前序遍历:先访问根节点,再访问左子树,最后访问右子树。 •中序遍历:先访问左子树,再访问根节点,最后访问右子树。 •后序遍历:先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点。 其他操作 除了上述基本操作外,二叉树还可以进行查找指定节点、判断二叉树是否为空、获取二叉树的深度等操作。 顺序存储二叉树的实现 下面是用Python语言实现顺序存储二叉树的代码示例: class ArrayBinaryTree: def __init__(self, size): self.tree = [None] * size def insert(self, index, value): if index >= len(self.tree): raise IndexError("Index out of range") self.tree[index] = value def delete(self, index): if index >= len(self.tree): raise IndexError("Index out of range")

数据结构课程设计(二叉树的基本操作)

重庆大学城市科技学院 课程设计报告 二叉树的基本操作 学院:电气信息学院 专业:软件工程 年级: 2011 姓名: 班级: 01 学号: 20110286 成绩: 完成时间: 2013年1月2日 指导教师:

目录 一、需求分析 (3) 二、概要设计 (3) 三、详细设计 (4) 四、调试结果 (11) 五、课程设计总结 (11)

一、需求分析 二叉树形象地说即树中每个节点最多只有两个分支,它是一种重要的数据类型。可以运用于建立家谱,公司所有的员工的职位图,以及各种事物的分类和各种机构的职位图表等。 二叉树是通过建立一个链式存储结构,达到能够实现前序遍历,中序遍历,后序遍历。以及能够从输入的数据中得知二叉树的叶子结点的个数,二叉树的深度。在此,二叉树的每一个结点中必须包括:值域,左指针域,右指针域。演示程序以用户与计算机对话的方式进行,即在计算机终端上显示提示信息后,由用户在键盘上输入相应动作的序号和相应的输入数据。 1.1课程设计任务及要求 (1)按先序次序输入二叉树中结点的值,构造二叉链表表示的二叉树t; (2)对二叉树t作先序、中序、后序遍历的递归算法,输出结果; (3)计算二叉树t的深度,输出结果; (4)计算二叉树t的叶子结点个数 1.2课程设计思想 本次课程设计中,用到的主要知识就是递归思想,着重体会递归的思想。建立二叉树采用先序次序插入的方式。对二叉树进行遍历时采用递归函数的方式。求二叉树的深度及叶子结点个数均采用递归方式。 二、概要设计 2.1对程序中定义的核心数据结构及对其说明: typedef struct BiTNode { char data; struct BiTNode *lchild,*rchild; }BiTNode,*BiTree;

实验4:二叉树操作

实验4:二叉树操作 (第十三周星期四8-10节) 一、实验目的 1.学会实现二叉树结点结构和对二叉树的基本操作。 2.掌握对二叉树每种操作的具体实现,学会利用递归方法编写对二叉树这种递归数据结构进行处理的算法。 二、实验要求 1.认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 2.编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。 3.整理并上交实验报告。 三、实验内容 1.编写程序任意输入二叉树的结点个数和结点值,构造一棵二叉树,采用三种递归遍历算法(前序、中序、后序)对这棵二叉树进行遍历并计算出二叉树的高度。 2 .编写程序生成下面所示的二叉树,并采用中序遍历的非递归算法对此二叉树进行遍历。 四、源代码、结果: 1、 #include #include typedef char ElemType; struct BTreeNode { ElemType data; BTreeNode*left; BTreeNode*right; };

void InitBTree(BTreeNode*& BT) { BT=NULL; } void CreateBTree(BTreeNode*& BT,char*a) { const int MaxSize=10; BTreeNode*s[MaxSize]; int top=-1; BT=NULL; BTreeNode*p; int k; int i=0; while(a[i]) { switch(a[i]){ case' ': break; case'(': if(top==MaxSize-1) { cout<<"栈空间太小,请增加MaxSize的值!"<data=a[i];p->left=p->right=NULL; if(BT==NULL) BT=p; else{ if(k==1) s[top]->left=p; else s[top]->right=p; } } i++;

二叉树的二叉链表存储及基本操作

二叉树的二叉链表存储及基本操作 《二叉树的二叉链表存储及基本操作》 一、二叉树的二叉链表表示及存储 1.定义 二叉树的二叉链表存储表示是把一个二叉树存放在计算机中的一种表示形式,它是由一组以结点对象为元素的链表构成的,结点对象中包括数据域和结构域。数据域存放结点的数据元素;结构域由两个指针域组成,其中一个指向左孩子,另一个指向右孩子。 2.存储形式 二叉树的二叉链表存储表示可以用如下的存储形式表示: typedef struct BTNode { TElemType data; // 结点的数据域 struct BTNode *lchild; // 指向左孩子的指针域 struct BTNode *rchild; // 指向右孩子的指针域 } BTNode; // 树结点的定义 typedef BTNode *BiTree; // 定义二叉树的指针类型 3.空的二叉树 把一个指向树结点的指针设为NULL,称为一个空的二叉树。一般在某个树被销毁后,都要把该树设置成空树。 二、二叉树的基本操作 1.求二叉树的结点数 要求二叉树的结点数,可以用递归的方法求解。求n个结点的二

叉树的结点数,可以先求出它的左子树结点数,右子树结点数,再加上根结点的数量就得到了结点数。 // 求二叉树的结点数 int CountBTNode(BiTree T) { if (T == NULL) // 空树,结点数为0 return 0; else // 左子树结点数 + 右子树结点数 + 1 return CountBTNode(T -> lchild) + CountBTNode(T -> rchild) + 1; } 2.求二叉树叶结点数 要求二叉树叶结点数,也可以用递归的方法求解。当一个结点的左子树为空树,右子树也为空树时,它就是一个叶结点,则叶结点数加1;如果结点不是叶结点,则继续求它的左子树叶结点数和右子树叶结点数,再把它们加起来就是该二叉树的叶结点数。 // 求二叉树叶结点数 int CountBTLeaf(BiTree T) { if (T == NULL) // 空树,叶结点数为0 return 0; else if (T -> lchild == NULL && T -> rchild == NULL) //

数据结构实验三——二叉树基本操作及运算实验报告

《数据结构与数据库》 实验报告 实验题目 二叉树的基本操作及运算 一、需要分析 问题描述: 实现二叉树(包括二叉排序树)的建立,并实现先序、中序、后序和按层次遍历,计算叶子结点数、树的深度、树的宽度,求树的非空子孙结点个数、度为2的结点数目、度为2的结点数目,以及二叉树常用运算。 问题分析: 二叉树树型结构是一类重要的非线性数据结构,对它的熟练掌握是学习数据结构的基本要求。由于二叉树的定义本身就是一种递归定义,所以二叉树的一些基本操作也可采用递归调用的方法。处理本问题,我觉得应该:

1、建立二叉树; 2、通过递归方法来遍历(先序、中序和后序)二叉树; 3、通过队列应用来实现对二叉树的层次遍历; 4、借用递归方法对二叉树进行一些基本操作,如:求叶子数、树的深度宽度等; 5、运用广义表对二叉树进行广义表形式的打印。 算法规定: 输入形式:为了方便操作,规定二叉树的元素类型都为字符型,允许各种字符类型的输入,没有元素的结点以空格输入表示,并且本实验是以先序顺序输入的。 输出形式:通过先序、中序和后序遍历的方法对树的各字符型元素进行遍历打印,再以广义表形式进行打印。对二叉树的一些运算结果以整型输出。 程序功能:实现对二叉树的先序、中序和后序遍历,层次遍历。计算叶子结点数、树的深度、树的宽度,求树的非空子孙结点个数、度为2的结点数目、度为2的结点数目。对二叉树的某个元素进行查找,对二叉树的某个结点进行删除。 测试数据:输入一:ABC□□DE□G□□F□□□(以□表示空格),查找5,删除E 预测结果:先序遍历ABCDEGF 中序遍历CBEGDFA 后序遍历CGEFDBA 层次遍历ABCDEFG 广义表打印A(B(C,D(E(,G),F))) 叶子数3 深度5 宽度2 非空子孙数6 度为2的数目2 度为1的数目2 查找5,成功,查找的元素为E 删除E后,以广义表形式打印A(B(C,D(,F))) 输入二:ABD□□EH□□□CF□G□□□(以□表示空格),查找10,删除B 预测结果:先序遍历ABDEHCFG 中序遍历DBHEAGFC 后序遍历DHEBGFCA 层次遍历ABCDEFHG 广义表打印A(B(D,E(H)),C(F(,G))) 叶子数3 深度4 宽度3 非空子孙数7 度为2的数目2 度为1的数目3 查找10,失败。

数据结构实验报告-树(二叉树)

实验5:树(二叉树)(采用二叉链表存储) 一、实验项目名称 二叉树及其应用 二、实验目的 熟悉二叉树的存储结构的特性以及二叉树的基本操作。 三、实验基本原理 之前我们都是学习的线性结构,这次我们就开始学习非线性结构——树。线性结构中结点间具有唯一前驱、唯一后继关系,而非线性结构中结点的前驱、后继的关系并不具有唯一性。在树结构中,节点间关系是前驱唯一而后继不唯一,即结点之间是一对多的关系。直观地看,树结构是具有分支关系的结构(其分叉、分层的特征类似于自然界中的树)。 四、主要仪器设备及耗材 Window 11、Dev-C++5.11 五、实验步骤 1.导入库和预定义 2.创建二叉树 3.前序遍历

4.中序遍历 5.后序遍历 6.总结点数 7.叶子节点数 8.树的深度 9.树根到叶子的最长路径

10.交换所有节点的左右子女 11.顺序存储 12.显示顺序存储 13.测试函数和主函数 对二叉树的每一个操作写测试函数,然后在主函数用while+switch-case的方式实现一个带菜单的简易测试程序,代码见“实验完整代码”。

实验完整代码: #include using namespace std; #define MAX_TREE_SIZE 100 typedef char ElemType; ElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE]; struct BiTNode { ElemType data; BiTNode *l,*r; }*T; void createBiTree(BiTNode *&T) { ElemType e; e = getchar(); if(e == '\n') return; else if(e == ' ') T = NULL; else { if(!(T = (BiTNode *)malloc(sizeof (BiTNode)))) { cout << "内存分配错误!" << endl; exit(0); }

南昌航空大学 数据结构复习(有试题,有答案)

《数据结构》复习提纲 第一章 数据结构的概念及基本结构,数据结构在计算机中的表示方法及其存储结构 算法的特性,会计算时间复杂度 第二章 线性表的顺序存储表示,掌握插入和删除操作, 线性表的链式存储表示,掌握单链表的插入和删除操作 第三章 栈的定义及特点,栈的顺序存储表示 队列的定义及特点,链队列的插入和删除,循环队列的判空判满条件 第四章 串的概念及常用操作,掌握模式串next函数的求法 第五章 特殊矩阵的存储表示,稀疏矩阵的三元组表示, 会求广义表的头部和尾部 第六章 树的定义和基本概念,二叉树的性质,二叉树的链式存储结构――二叉链表 二叉树的先序,中序,后序, 层次遍历操作 会对二叉树进行先序,中序,后序线索化操作 树的存储结构――-孩子兄弟表示法 树,森林,二叉树三者之间的转换方法,以及它们遍历的对应关系 掌握哈夫曼树的构造,会求树的带权路径长度WPL 第七章 图的定义和术语,图的邻接矩阵表示法,邻接表,逆邻接表 掌握图的深度优先搜索算法,广度优先搜索算法 最小生成树――普里姆算法和克鲁斯卡尔算法, 会对AOV网进行拓扑排序 会求AOE网的关键路径,关键活动 第九章 顺序查找表,有序表的折半查找,索引查找表及其平均查找长度ASL 二叉排序树的建立和删除操作,会计算其平均查找长度ASL 掌握将二叉排序树转换成平衡二叉树的旋转处理方法, 哈希表的概念,掌握哈希函数的构造方法――除留余数法 掌握处理冲突的方法――线性探测再散列及平均查找长度ASL ――二次探测再散列及平均查找长度ASL 第十章 直接插入排序,希尔排序,快速排序,简单选择排序,堆排序,归并排序 会写上述排序算法每趟排序的结果,并对其进行排序性能分析(稳定性,时间复杂度等)期末考试题型:选择题,填空题,综合题

数据结构-实验四-二叉树的基本操作

实验四二叉树的基本操作 一、实验目的: (1)掌握二叉树的定义和存储表示,学会建立一棵特定二叉树的方法; (2)掌握二叉树的遍历算法(先序、中序、后序遍历算法)的思想; (3)掌握二叉树和叶子数、深度之间的关系及联系。 二、实验内容: 构造二叉树,再实现二叉树的先序、中序、后序遍历,最后统计二叉树的叶子数和深度。 三、实验步骤: (一)需求分析 1. 二叉树的建立首先要建立一个二叉链表的结构体,包含根节点和左右子树.因为树的每一个左右子树又是一颗二叉树,所以用递归的方法来建立其左右子树。二叉树的遍历是一种把二叉树的每一个节点访问并输出的过程,遍历时根结点与左右孩子的输出顺序构成了不同的遍历方法,这个过程需要按照不同的遍历的方法,先输出根结点还是先输出左右孩子,可以用选择语句来实现。 2.程序的执行命令为: 1)构造结点类型,然后创建二叉树。 2)根据提示,从键盘输入各个结点。 3)通过选择一种方式(先序、中序或者后序)遍历. 4)输出结果,结束。 (二)概要设计 1。二叉树的二叉链表结点存储类型定义 typedefstruct Node { DataType data;

struct Node *LChild; struct Node *RChild; }BitNode,*BitTree; 2。建立如下图所示二叉树: 3。本程序包含六个模块 1) 主程序模块 2)先序遍历模块 3)中序遍历模块 4)后序遍历模块 5)叶子数模块 6)深度模块

四、测试结果 1. 进入演示程序后的显示主界面: 请输入二叉树中的元素; 先序、中序、后序遍历和叶子数、深度分别输出结果。 2.测试结果 以扩展先序遍历序列输入,其中#代表空子树:ABC##DE#G##F### 先序遍历序列为:ABCDEGF 中序遍历序列为:CBEGDFA 后序遍历序列为:CGEFDBA 此二叉树的叶子数为:3 此二叉树的深度为:5 3。程序运行结果截图:

数据结构实验二叉树

实验六:二叉树及其应用 一、实验目的 树是数据结构中应用极为广泛的非线性结构,本单元的实验达到熟悉二叉树的存储结构的特性,以及如何应用树结构解决具体问题。 二、问题描述 首先,掌握二叉树的各种存储结构和熟悉对二叉树的基本操作。其次,以二叉树表示算术表达式的基础上,设计一个十进制的四则运算的计算器。 如算术表达式:a+b*(c-d)-e/f 三、实验要求 如果利用完全二叉树的性质和二叉链表结构建立一棵二叉树,分别计算统计叶子结点的个数。求二叉树的深度。十进制的四则运算的计算器可以接收用户来自键盘的输入。由输入的表达式字符串动态生成算术表达式所对应的二叉树。自动完成求值运算和输出结果。四、实验环境 PC微机 DOS操作系统或Windows 操作系统 Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境 五、实验步骤 1、根据二叉树的各种存储结构建立二叉树; 2、设计求叶子结点个数算法和树的深度算法; 3、根据表达式建立相应的二叉树,生成表达式树的模块; 4、根据表达式树,求出表达式值,生成求值模块; 5、程序运行效果,测试数据分析算法。

六、测试数据 1、输入数据:2.2*(3.1+1.20)-7.5/3 正确结果:6.96 2、输入数据:(1+2)*3+(5+6*7); 正确输出:56 七、表达式求值 由于表达式求值算法较为复杂,所以单独列出来加以分析: 1、主要思路:由于操作数是任意的实数,所以必须将原始的中缀表达式中的操作数、操作符以及括号分解出来,并以字符串的形式保存;然后再将其转换为后缀表达式的顺序,后缀表达式可以很容易地利用堆栈计算出表达式的值。 例如有如下的中缀表达式: a+b-c 转换成后缀表达式为: ab+c- 然后分别按从左到右放入栈中,如果碰到操作符就从栈中弹出两个操作数进行运算,最后再将运算结果放入栈中,依次进行直到表达式结束。如上述的后缀表达式先将a 和b 放入栈中,然后碰到操作符“+”,则从栈中弹出a 和b 进行a+b 的运算,并将其结果d(假设为d)放入栈中,然后再将c 放入栈中,最后是操作符“-”,所以再弹出d和c 进行d-c 运算,并将其结果再次放入栈中,此时表达式结束,则栈中的元素值就是该表达式最后的运算结果。当然将原始的中缀表达式转换为后缀表达式比较关键,要同时考虑操作符的优先级以及对有括号的情况下的处理,相关内容会在算法具体实现中详细讨论。 2、求值过程

《数据结构》课程二叉树的操作实验指导

《数据结构》课程二叉树的操作实验指导 一、实验名称和性质 二、实验目的 1.理解二叉树的类型定义与性质。 2.掌握二叉树的二叉链表存储结构的表示和实现方法。 3.掌握二叉树遍历操作的算法实现。 4.熟悉二叉树遍历操作的应用。 三、实验内容 1.建立二叉树的二叉链表存储结构。 2.实现二叉树的先序、中序和后序三种遍历操作(验证性内容)。 3.应用二叉树的遍历操作来实现判断两棵二叉树是否相等的操作(设计性内容)。 4.求从二叉树根结点到指定结点p之间的路径(应用性设计内容)。 四、实验的软硬件环境要求 硬件环境要求: PC机(单机) 使用的软件名称、版本号以及模块: Windows环境下的TurboC2.0以上或VC++ 五、知识准备 前期要求掌握二叉树的二叉链表的存储结构表示和三种遍历操作算法。 六、验证性实验 1.实验要求 编程实现如下功能: (1)假设二叉树的结点值是字符,根据输入的一棵二叉树的完整先序遍历序列建立一棵以二叉链表表示的二叉树。 (2)对二叉树进行先序、中序和后序遍历操作,并输出遍历序列,观察输出的序列是否与逻辑上的序列一致。 (3)主程序中要求设计一个菜单,允许用户通过菜单来多次选择执行哪一种遍历操作。 2. 实验相关原理: 二叉树的形式定义:二叉树或为空树,或是由一个根结点加上两棵分别称为左子树和右子树的、互不交的二叉树组成。 二叉树的二叉链表存储结构描述为: typedef char Telemtype; typedef struct Bitnode

{ Telemtype data;/*数据域*/ struct Bitnode *lchild, *rchild; /*指针域,分别指向该结点的左、右孩子*/ }Bitnode,*Bitree; 【核心算法提示】 二叉树的遍历是指按某条搜索路径周游二叉树,对树中每个结点访问一次且仅访问一次。其中先序、中序和后序遍历操作步骤分别为: (1)先序遍历:若二叉树为空树,则空操作;否则先访问根结点,再先序遍历左子树,最后先序遍历右子树。 (2)先序遍历:若二叉树为空树,则空操作;否则先中序遍历左子树,再访问根结点,最后中序遍历右子树。 (3)先序遍历:若二叉树为空树,则空操作;否则先后序遍历左子树,再后序遍历右子树,最后访问根结点。 注意:这里的“访问”的含义可以很广,几乎可以含盖对结点的任何一种操作。如:输出结点的信息、判断结点是否为叶子结点等等。 由于二叉树是一种递归定义,所以,要根据二叉树的某种遍历序列来实现建立一棵二叉树的二叉链表存储结构,则可以模仿对二叉树遍历的方法来加以实现。如:如果输入的是一棵二叉树的完整先序遍历序列,则可利用先序遍历方法先生成根结点,再用递归函数调用来实现左子树和右子树的建立。所谓完整的先序遍历序列就是在先序遍历序列中加入空树信息。【核心算法描述】 void createbitree(Bitree &T) /*根据输入的完整先序遍历序列建立一棵二叉树*/ { scanf("%c",&x); /*读取完整先序序列中的一个字符*/ if(x==‘#’) T=NULL; else { T=(Bitree)malloc(sizeof(Bitnode));/*生成根结点*/ T->data=x; createbitree(T->lchild);/*递归建立左子树*/ createbitree(T->rchild); /*递归建立右子树*/ } } void preorder(Bitree T) /*先序遍历二叉树*/ { if(T!=NULL)/*若二叉树非空*/ { visit(T->data); /*访问根结点*/ preorder(T->lchild); /*递归先序遍历左子树*/ preorder(T->rchild); /*递归先序遍历右子树*/ } } void inorder(Bitree T) /*中序遍历二叉树*/ { if(T!=NULL) /*若二叉树非空*/ { inorder(T->lchild); /*递归中序遍历左子树*/ visit(T->data); /*访问根结点*/

《数据结构》课程二叉排序树的操作实验指导

《数据结构》课程二叉排序树的操作实验指导 一、实验名称和性质 二、实验目的 1.掌握二叉排序树的含义及其在计算机中的存储实现。 2.掌握在二叉排序树上查找操作的算法实现。 3.掌握二叉排序树的插入、删除操作的算法实现。 三、实验内容 1.建立二叉排序树。 2.在二叉排序树上实现对给定值进行查找操作(验证性内容)。 3.在二叉排序树上实现插入、删除一个指定结点(设计性内容)。 4.判断一棵二叉树是否为二叉排序树(设计性内容)。 四、实验的软硬件环境要求 硬件环境要求: PC机(单机) 使用的软件名称、版本号以及模块: Windows环境下的TurboC2.0以上或VC++等。 五、知识准备 前期要求掌握二叉排序树的含义、二叉排序树上的查找算法和二叉排序上的插入、删除操作的算法。 六、验证性实验 1.实验要求 编程实现如下功能: (1)按照输入的n个关键字序列顺序建立二叉排序树,二叉排序树采用二叉链表的存储结构。 (2)先输入待查找记录的关键字值key,然后在二叉排序树上查找该记录,如果在二叉排序树中存在该记录,则显示“找到”的信息,否则显示“找不到”的信息。 2. 实验相关原理: 二叉排序树的性质如下: (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值。 (2)若右子结不空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值。 (3)左右子树又分别是二叉排序树。 二叉排序树的二叉链表存储结构描述为:

typedef struct Bitnode /*定义二叉排序树的结点类型*/ { keytype key;/*存放记录关键值的数据域key*/ elemtype other; /*存储记录中的其它数据项的域*/ struct Bitnode *lchild, *rchild; /*左、右孩子指针域*/ }Bitnode,*Bitree; 【核心算法提示】 (1)二叉排序树查找操作的基本步骤:对于给定的待查找记录的关键字值key,在二叉排序树非空的情况下,先将给定的值key与二叉排序树的根结点的关键字值进行比较,如果相等,则查找成功,函数返回指向根结点的指针,否则,如果给定的值key小于根结点的关键字值,则在二叉排序树的左子树上继续查找;如果给定的值key大于根结点的关键字值,则在二叉排序树的右子树上继续查找,直到查找成功,或子树为空即查找失败函数返回空指针为止。 (2)二叉排序树的插入操作的基本步骤(用递归的方法):如果已知二叉排序树是空树,则插入的结点成为二叉排序树的根结点;如果待插入结点的关键字值小于根结点的关键字值,则插入到左子树中;如果待插入结点的关键字值大于根结点的关键字值,则插入到右子树中。【核心算法描述】 Bitree Bstsearch1(Bitree T,keytype key) /*二叉排序树查找的递归算法*/ { if (T==NULL||key==T->key) return T; /*当T为非空时,查找成功,否则表示查找失败*/ else if (key< T->key) return(searchbst(T->key, key)); /*递归查找二叉排序树的左子树*/ else return(searchbst(T->key, key)); /*递归查找二叉排序树的右子树*/ } Bitree Bstsearch2(Bitree T,keytype key) /*二叉排序树查找的非递归算法*/ { Bitree p; p=T; while (p&& key!= p->key) { if (keykey) p=p->lchild; /*沿左子树继续查找*/ else p=p->rchild; /*沿右子树继续查找*/ } return p; } Bitree Bstinsert(Bitree T,Bitree s) /*将结点s插入到二叉排序树T中,使其仍然构成一棵二叉排序树*/ { if(T==NULL) T=s; /*如果已知二叉排序树是空树,则新插入的结点成为根结点*/ else if(s->key>T->key) T->rchild=Bstinsert(T->rchild,s); /*递归调用*/ else if(s->keykey) T->lchild=Bstinsert(T->lchild,s);/*递归调用*/

java实现二叉树的基本操作

java实现二叉树的基本操作 一、二叉树的定义 树是计算机科学中的一种基本数据结构,表示以分层方式存储的数据集合。树是由节点和边组成的,每个节点都有一个父节点和零个或多个子节点。每个节点可以对应于一定数据,因此树也可以被视作提供快速查找的一种方式。若树中每个节点最多只能有两个子节点,则被称为二叉树(Binary Tree)。二叉树是一种递归定义的数据结构,它或者为空集,或者由一个根节点以及左右子树组成。如果左子树非空,则左子树上所有节点的数值均小于或等于根节点的数值;如果右子树非空,则右子树上所有节点的数值均大于或等于根节点的数值;左右子树本身也分别是二叉树。 在计算机中实现二叉树,通常使用指针来表示节点之间的关系。在Java中,定义一个二叉树节点类的代码如下: ``` public class BinaryTree { int key; BinaryTree left; BinaryTree right; public BinaryTree(int key) { this.key = key; } } ``` 在这个类中,key字段表示该节点的数值;left和right字段分别表示这个节点的左右子节点。 1. 插入节点 若要在二叉树中插入一个节点,首先需要遍历二叉树,找到一个位置使得插入新节点后,依然满足二叉树的定义。插入节点的代码可以写成下面这个形式: ```

public void insert(int key) { BinaryTree node = new BinaryTree(key); if (root == null) { root = node; return; } BinaryTree temp = root; while (true) { if (key < temp.key) { if (temp.left == null) { temp.left = node; break; } temp = temp.left; } else { if (temp.right == null) { temp.right = node; break; } temp = temp.right; } } } ```

数据结构课程设计报告-二叉树

湖南涉外经济学院 课程设计报告 课程名称:数据结构 报告题目:二叉树的基本操作 学生姓名:肖琳桂、康政、张小东、张帆所在学院:信息科学与工程学院 专业班级:软工本1402

学生学号:1、02、14、08 扌旨导教师:_________ 李春庭

2015年12月31日课程设计任务书

第17周: 周1---周2 :立题、论证方案设计 周3---周5 :程序设计及程序编码 第18周: 周1---周3 :程序调试 周4---周5 :验收答辩 摘要 本课程设计主要说明如何在C++编程环境下实现二叉树的遍历,遍历方式包括:二叉树的先序遍历、中序遍历、后序遍历,层次遍历等四种遍历方式。同时,此次课程设计还包括了求二叉树深度和结点个数,结点的孩子信息,以及对文件的操作,用文件读取的方式实现对二叉树的建立。以通过此次课程设计,使学生充分掌握树的基本操作,以及对线性存储结构的理解。同时,在对树的遍历的操作过程中,同样是运用递归的方式实现遍历,在对树实现层次操作的时候,要求用循环队列的操作方式来实现层次遍历。此次课程设计对数据结构内容综合性的运用的要求较高。 关键词:二叉树,先序遍历,中序遍历,后序遍历,层次遍历,节点,线性存储, 节点的孩子信息

目录 课程设计任务书 (2) 一、需求分析 (5) 1.问题描述 (5) 2.功能要求 (5) 二、概要设计 (6) 1. 总体设计图 (6) 2. 数据结构设计 (6) 3. 算法设计 (6) 4. 主要模块及模块之间的关系 (7) 三、详细设计 (7) 1. 结构体(或类)设计 (7) 2. 主要模块实现的流程图 (7) 3. 算法设计 (9) 四、测试运行 (10) 1.登录和主界面运行效果图 (10) 2.运行说明 (10) 3. 运行效果图 (10) 五、结论与心得 (11) 1. 总体评价 (11) 2. 所做的工作及体会 (11) 六、程序附录(源代码) (15) 七、参考文献 (17)

简述二叉链表的类型定义

简述二叉链表的类型定义 二叉链表是一种常见的数据结构,它是由节点组成的树形结构,每个节点最多有两个子节点,分别称为左子节点和右子节点。二叉链表的类型定义包括节点结构体和二叉链表结构体两部分。 节点结构体定义 节点结构体是二叉链表中最基本的数据单元,它包含三个成员变量:数据域、左子节点指针和右子节点指针。其中,数据域用于存储节点的数据,左子节点指针和右子节点指针分别指向节点的左子节点和右子节点。 节点结构体的类型定义如下: ``` typedef struct BiTNode { int data; // 数据域 struct BiTNode *lchild; // 左子节点指针 struct BiTNode *rchild; // 右子节点指针 } BiTNode, *BiTree; ``` 在上面的代码中,BiTNode是节点结构体的别名,BiTree是指向节点结构体的指针类型。节点结构体中的成员变量lchild和rchild都

是指向节点结构体的指针类型,它们分别指向节点的左子节点和右子节点。 二叉链表结构体定义 二叉链表结构体是由节点组成的树形结构,它包含一个指向根节点的指针。二叉链表结构体的类型定义如下: ``` typedef struct { BiTree root; // 指向根节点的指针 } BiTreeStruct; ``` 在上面的代码中,BiTreeStruct是二叉链表结构体的别名,它包含一个指向根节点的指针root。root指针指向节点结构体,表示二叉链表的根节点。 二叉链表的操作 二叉链表是一种常见的数据结构,它支持多种操作,包括创建二叉链表、遍历二叉链表、插入节点、删除节点等。下面我们将介绍二叉链表的常见操作。 1. 创建二叉链表

二叉树的基本操作

二叉树的基本操作 二叉树是一种常见的数据结构,它由节点组成,每个节点最多有两个 子节点。二叉树在计算机领域中得到广泛应用,它的基本操作包括插入、 删除、查找、遍历等。 1.插入操作: 二叉树的插入操作是将一个新的节点添加到已有的二叉树中的过程。 插入操作会按照一定规则将新节点放置在正确的位置上。插入操作的具体 步骤如下: -首先,从根节点开始,比较新节点的值与当前节点的值的大小关系。 -如果新节点的值小于当前节点的值,则将新节点插入到当前节点的 左子树中。 -如果新节点的值大于当前节点的值,则将新节点插入到当前节点的 右子树中。 -如果当前节点的左子树或右子树为空,则直接将新节点插入到该位 置上。 -如果当前节点的左子树和右子树都不为空,则递归地对左子树或右 子树进行插入操作。 2.删除操作: 二叉树的删除操作是将指定节点从二叉树中删除的过程。删除操作有 以下几种情况需要考虑: -如果待删除节点是叶子节点,则直接将其从二叉树中删除即可。

-如果待删除节点只有一个子节点,则将其子节点替换为待删除节点的位置即可。 -如果待删除节点有两个子节点,则需要找到其左子树或右子树中的最大节点或最小节点,将其值替换为待删除节点的值,然后再删除最大节点或最小节点。 3.查找操作: 二叉树的查找操作是在二叉树中查找指定值的节点的过程。查找操作的具体步骤如下: -从根节点开始,将待查找值与当前节点的值进行比较。 -如果待查找值等于当前节点的值,则返回该节点。 -如果待查找值小于当前节点的值,则在当前节点的左子树中继续查找。 -如果待查找值大于当前节点的值,则在当前节点的右子树中继续查找。 -如果左子树或右子树为空,则说明在二叉树中找不到该值。 4.遍历操作: 二叉树的遍历操作是按照一定规则依次访问二叉树中的每个节点。有三种常用的遍历方式: - 前序遍历(Preorder Traversal):先访问根节点,然后递归地前序遍历左子树和右子树。

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