二叉树的基本操作（C）
2024-05-08 14:00:30
实现二叉树的创建（先序）、递归及非递归的先、中、后序遍历
请按先序遍历输入二叉树元素（每个结点一个字符，空结点为'='）: ABD==E==CF==G==先序递归遍历： A B D E C F G 中序递归遍历： D B E A F C G 后序递归遍历： D E B F G C A 层序递归遍历： ABCDEFG 先序非递归遍历： A B D E C F G 中序非递归遍历： D B E A F C G 后序非递归遍历： D E B F G C A 深度： 3 请按任意键继续. . .
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3
4 #define OK 1
5 #define ERROR 0
6 #define TRUE 1
7 #define FALSE 0
8 #define OVERFLOW -1
9
10 #define STACK_INIT_SIZE 100
11 #define STACKINCREMENT 10
12
13 typedef int Status;
14
15 typedef char ElemType;
16 typedef struct BTNode
17 {
18 ElemType data;
19 struct BTNode *leftChild;
20 struct BTNode *rightChild;
21 }BTNode, *BinTree;
22
23 typedef BinTree SElemType;
24
25 typedef struct{//栈结构定义
26 SElemType *base;
27 SElemType *top;
28 int stacksize;
29 }SqStack;
30
31 BinTree CreateBinTree(BinTree T);
32 Status Visit(ElemType e);
33 Status Depth(BinTree T);
34 Status PreOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
35 Status InOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
36 Status PostOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
37 Status LevelOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
38
39 //定义栈的相关操作
40 Status InitStack(SqStack *S);
41 Status DestroyStack(SqStack *S);
42 Status ClearStack(SqStack *S);
43 Status StackEmpty(SqStack S);
44 int StackLength(SqStack S);
45 Status GetTop(SqStack S,SElemType *e);
46 Status Push(SqStack *S,SElemType e);
47 Status Pop(SqStack *S,SElemType *e);
48 Status StackTraverse(const SqStack *S);
49
50 Status PreOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
51 Status InOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
52 Status PostOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e));
53
54 int main()
55 {
56 int depth;
57 BinTree Tree = NULL;
58 Status(*visit)(ElemType e) = Visit;
59 printf_s("请按先序遍历输入二叉树元素（每个结点一个字符，空结点为'='）:\n");
60 Tree = CreateBinTree(Tree);
61
62 printf_s("\n先序递归遍历：\n");
63 PreOrderRecursionTraverse(Tree,visit);
64 printf_s("\n中序递归遍历：\n");
65 InOrderRecursionTraverse(Tree,visit);
66 printf_s("\n后序递归遍历：\n");
67 PostOrderRecursionTraverse(Tree,visit);
68 printf_s("\n层序递归遍历：\n");
69 LevelOrderRecursionTraverse(Tree,visit);
70
71 printf_s("\n先序非递归遍历：\n");
72 PreOrderNoneRecursionTraverse(Tree,visit);
73 printf_s("\n中序非递归遍历：\n");
74 InOrderNoneRecursionTraverse(Tree,visit);
75 printf_s("\n后序非递归遍历：\n");
76 PostOrderNoneRecursionTraverse(Tree,visit);
77
78 printf_s("\n深度：\n");
79 depth = Depth(Tree);
80 printf_s("%d\n", depth);
81 system("pause");
82 return 0;
83 }
84
85 //创建二叉树
86 BinTree CreateBinTree(BinTree T)
87 {
88 char ch;
89 scanf_s("%c", &ch);
90 if (ch == '=')
91 {
92 T = NULL;
93 }
94 else
95 {
96 if (!(T=(BTNode *) malloc(sizeof(BTNode))))
97 {
98 exit(OVERFLOW);
99 }
100 T->data = ch; //生成根结点
101 T->leftChild = CreateBinTree(T->leftChild);
102 T->rightChild = CreateBinTree(T->rightChild);
103 }
104 return T;
105 }
106
107 //访问二叉树
108 Status Visit(ElemType e)
109 {
110 if (e == '\0')
111 {
112 return ERROR;
113 }
114 else
115 {
116 printf_s("%c ", e);
117 }
118 return OK;
119 }
120
121 //先序遍历递归算法
122 Status PreOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
123 {
124 if (T)
125 {
126 if (!Visit(T->data))
127 {
128 return ERROR;
129 }
130 PreOrderRecursionTraverse(T->leftChild, Visit);
131 PreOrderRecursionTraverse(T->rightChild, Visit);
132 }
133 return OK;
134 }
135
136 //中序遍历递归算法
137 Status InOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
138 {
139 if (T)
140 {
141 InOrderRecursionTraverse(T->leftChild, Visit);
142 if (!Visit(T->data))
143 {
144 return ERROR;
145 }
146 InOrderRecursionTraverse(T->rightChild, Visit);
147 }
148 return OK;
149 }
150
151 //后序遍历递归算法
152 Status PostOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
153 {
154 if (T)
155 {
156 PostOrderRecursionTraverse(T->leftChild, Visit);
157 PostOrderRecursionTraverse(T->rightChild, Visit);
158 if (!Visit(T->data))
159 {
160 return ERROR;
161 }
162 }
163 return OK;
164 }
165
166 //层序遍历递归算法
167 Status LevelOrderRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
168 {
169 if (T)
170 {
171 BTNode *Q[100];//假设不溢出
172 int front = -1,rear = -1;
173 if (T)
174 {
175 Q[++rear] = T;
176 printf_s("%c", T->data);
177 while (front != rear)
178 {
179 BTNode *p;
180 if (!(p = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode))))
181 {
182 exit(OVERFLOW);
183 }
184 p = Q[++front];
185 if (p->leftChild)
186 {
187 Q[++rear] = p->leftChild;
188 printf("%c",p->leftChild->data);
189 }
190 if (p->rightChild)
191 {
192 Q[++rear] = p->rightChild;
193 printf("%c",p->rightChild->data);
194 }
195 }
196 }
197 }
198 return OK;
199 }
200
201 Status Depth(BinTree T)
202 {
203 int a,b;
204 if (!T)
205 {
206 return ERROR;
207 }
208 else
209 {
210 a = Depth(T->leftChild) + 1;
211 b = Depth(T->rightChild) + 1;
212 return a > b ? a : b;
213 }
214 }
215
216 //先序遍历非递归算法
217 Status PreOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
218 {
219 SqStack S;
220 SElemType p;
221
222 InitStack(&S);
223 Push(&S, T);
224
225 while (!StackEmpty(S))
226 {
227 Pop(&S, &p);
228 if (!Visit(p->data))
229 {
230 return ERROR;
231 }
232 if (p->leftChild)
233 {
234 Push(&S, p->rightChild);
235 }
236 if (p->rightChild)
237 {
238 Push(&S, p->leftChild);
239 }
240 }
241 DestroyStack(&S);
242 return OK;
243 }
244
245 //中序遍历非递归算法
246 Status InOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
247 {
248 SqStack S;
249 SElemType p;
250
251 InitStack(&S);
252 Push(&S, T);
253 while (!StackEmpty(S))
254 {
255 while (GetTop(S,&p) && p)
256 {
257 Push(&S, p->leftChild);
258 }
259 Pop(&S, &p);
260 if (!StackEmpty(S))
261 {
262 Pop(&S, &p);
263 if (!Visit(p->data))
264 {
265 return ERROR;
266 }
267 Push(&S, p->rightChild);
268 }
269 }
270 DestroyStack(&S);
271 return OK;
272 }
273
274 //后序便利非递归算法
275 Status PostOrderNoneRecursionTraverse(BinTree T, Status (*Visit)(ElemType e))
276 {
277 SqStack S;
278 SElemType p, q;
279 InitStack(&S);
280 Push(&S,T);
281 while(!StackEmpty(S))
282 {
283 while(GetTop(S,&p)&&p&&(p->leftChild||p->rightChild))
284 {
285 Push(&S,p->rightChild);
286 Push(&S,p->leftChild);
287 }
288 if(!StackEmpty(S)){
289 Pop(&S,&p);
290 if (p)
291 {
292 if(!Visit(p->data))
293 {
294 return ERROR;
295 }
296 }
297 else
298 {
299 Pop(&S,&p);
300 if(!Visit(p->data))
301 {
302 return ERROR;
303 }
304 }
305 while (GetTop(S,&q)&&q&&p==q->rightChild)
306 {
307 Pop(&S,&p);
308 if(!Visit(p->data))
309 {
310 return ERROR;
311 }
312 GetTop(S,&q);
313 }
314 }
315 }
316 DestroyStack(&S);
317 return OK;
318 }
319
320 //-----------栈的相关操作--------------//
321 Status InitStack(SqStack *S){
322 S->base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
323 if(!S->base)
324 {
325 exit(0);
326 }
327 S->top = S->base;
328 S->stacksize = STACK_INIT_SIZE;
329 return OK;
330 }
331
332 Status DestroyStack(SqStack *S){
333 if(!S)
334 {
335 exit(0);
336 }
337 free(S->base);
338 return OK;
339 }
340
341 Status ClearStack(SqStack *S){
342 if(!S)
343 {
344 return FALSE;
345 }
346 S->top = S->base;
347 return OK;
348 }
349
350 Status StackEmpty(SqStack S){
351 if(S.top==S.base)
352 {
353 return TRUE;
354 }
355 else
356 {
357 return FALSE;
358 }
359 }
360
361 int StackLength(SqStack S){
362 return S.stacksize;
363 }
364
365 Status GetTop(SqStack S,SElemType *e){
366 if(S.top == S.base)
367 {
368 return FALSE;
369 }
370 else
371 {
372 *e = *(S.top-1);
373 return OK;
374 }
375 }
376
377 Status Push(SqStack *S,SElemType e){
378 if(S->top-S->base>=S->stacksize)
379 {
380 S->base = (SElemType *)realloc(S->base, (S->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
381 if(!S->base)
382 {
383 exit(0);
384 }
385 S->top = S->base+S->stacksize;
386 S->stacksize += STACKINCREMENT;
387 }
388 *S->top++ = e;
389 return OK;
390 }
391
392 Status Pop(SqStack *S,SElemType *e){
393 if(S->top==S->base)
394 {
395 return ERROR;
396 }
397 *e = *(--S->top);
398 return OK;
399 }运行示例
转载于:https://www.cnblogs.com/zhangtingkuo/p/3440692.html
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