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二叉树创建及遍历算法(递归及非递归)(转)

2010-01-05 10:32 567 查看
2008

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二叉树创建及遍历算法(递归及非递归)(转)

关键字: 二叉要树遍历

Java代码

//二叉树处理头文件

//包括二叉树的结构定义,二叉树的创建,遍历算法(递归及非递归),

/*

作者:成晓旭

时间:2001年10月7日(18:49:38-20:00:00)

内容:完成二叉树创建,二叉树的前,中,后序遍历(递归)

时间:2001年10月7日(21:09:38-22:09:00)

内容:完成二叉树的前,中序遍历(非递归)

时间:2001年10月8日(10:09:38-11:29:00)

内容:完成查找二叉树的静,动态查找(非递归)

*/

#include "stdlib.h"

#define MAXNODE 20

#define ISIZE 8

#define NSIZE0 7

#define NSIZE1 8

#define NSIZE2 15

//SHOWCHAR = 1(显示字符) SHOWCHAR = 0(显示数字)

#define SHOWCHAR 1

//二叉树结构体

struct BTNode

{

int

data;

BTNode *rchild;

BTNode *lchild;

};

//非递归二叉树遍堆栈

struct ABTStack

{

BTNode *ptree;

ABTStack *link;

};

char

TreeNodeS[NSIZE0] = {

'A'

,

'B'

,

'C'

,

'D'

,

'E'

,

'F'

,

'G'

};

char

PreNode[NSIZE0] = {

'A'

,

'B'

,

'D'

,

'E'

,

'C'

,

'F'

,

'G'

};

char

MidNode[NSIZE0] = {

'D'

,

'B'

,

'E'

,

'A'

,

'C'

,

'G'

,

'F'

};

int

TreeNodeN0[NSIZE1][

2

] = {{

0

,

0

},{

1

,

1

},{

2

,

2

},{

3

,

3

},{

4

,

4

},{

5

,

5

},{

6

,

6

},{

7

,

7

}};

int

TreeNodeN1[NSIZE1][

2

] = {{

0

,

0

},{

4

,

1

},{

2

,

2

},{

6

,

3

},{

1

,

4

},{

3

,

5

},{

5

,

6

},{

7

,

7

}};

int

TreeNode0[NSIZE1][

2

] = {{

'0'

,

0

},{

'D'

,

1

},{

'B'

,

2

},{

'F'

,

3

},{

'A'

,

4

},{

'C'

,

5

},{

'E'

,

6

},{

'G'

,

7

}};

int

TreeNode1[NSIZE1][

2

] = {{

'0'

,

0

},{

'A'

,

1

},{

'B'

,

2

},{

'C'

,

3

},{

'D'

,

4

},{

'E'

,

5

},{

'F'

,

6

},{

'G'

,

7

}};

int

TreeNode2[NSIZE2][

2

] = {{

'0'

,

0

},{

'A'

,

1

},{

'B'

,

2

},{

'C'

,

3

},{

'D'

,

4

},{

'E'

,

5

},{

'F'

,

6

},{

'G'

,

7

},{

'H'

,

8

},{

'I'

,

9

},{

'J'

,

10

},{

'K'

,

11

},{

'L'

,

12

},{

'M'

,

13

},{

'N'

,

14

}};

int

InsertNode[ISIZE] = {-

10

,-

8

,-

5

,-

1

,

0

,

12

,

14

,

16

};

//char *prestr = "ABDECFG";

//char *midstr = "DBEACGF";

/*

二叉树创建函数dCreateBranchTree1()<递归算法>

参数描述:

int array[]: 二叉树节点数据域数组

int i: 当前节点的序号

int n: 二叉树节点个数

返回值:

dCreateBranchTree1 = 新建二叉树的根节点指针

备注:

根节点 = array[(i+j)/2];

左子节点 = [array[i],array[(i+j)2-1]]

右子节点 = [array[(i+j)/2+1,array[j]]

*/

BTNode *dCreateBranchTree1(char

array[],

int

i,

int

n)

{

BTNode *p; /*二叉树节点*/

if

(i>=n)

return

(NULL);

p = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));

p->data = array[i];

p->lchild = dCreateBranchTree1(array,2

*i+

1

,n);

p->rchild = dCreateBranchTree1(array,2

*i+

2

,n);

return

(p);

}

/*

二叉树创建函数dCreateBranchTree2()<递归算法>

参数描述:

int array[]: 二叉树节点数据域数组

int i: 当前节点的序号

int n: 二叉树节点个数

返回值:

dCreateBranchTree2 = 新建二叉树的根节点指针

备注:

根节点 = array[(i+j)/2];

左子节点 = [array[i],array[(i+j)2-1]]

右子节点 = [array[(i+j)/2+1,array[j]]

*/

BTNode *dCreateBranchTree2(char

array[],

int

i,

int

j)

{

BTNode *p; /*二叉树节点*/

if

(i>j)

return

(NULL);

p = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));

p->data = array[(i+j)/2

];

p->lchild = dCreateBranchTree2(array,i,(i+j)/2

-

1

);

p->rchild = dCreateBranchTree2(array,(i+j)/2

+

1

,j);

return

(p);

}

/*

二叉树创建函数dCreateBranchTree3()<非递归算法>

已知二叉树的前,中序遍历序列串,构造对应的二叉树

<编程思想>:

首先,在前序遍历序列中的首元素是二叉树的根节点,接着

,在中序遍历序列中找到此节点,那么在此节点以前的节点必为

其左孩子节点,以后的必为其右孩子节点;

然后,在中序遍历序列中,根节点的左子树和右子树再分别

对应子树前序遍历序列的首字符确定子树的根节点,再由中序

遍历序列中根节点的位置分别确定构成它们的左子树和右子树

的节点;

依次类推,确定二叉树的全部节点,构造出二叉树.

参数描述:

char *pre: 前序遍历序列

char *mid: 中序遍历序列

int n: 遍历序列中节点个数

返回值:

dCreateBranchTree3 = 新建二叉树的根节点指针

*/

BTNode *dCreateBranchTree3(char

*pre,

char

*mid,

int

n)

{

BTNode *p;

char

*t;

int

left;

if

(n<=

0

)

return

(NULL);

p = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));

p->data = *pre;

for

(t=mid;t<mid+n;t++)

if

(*t==*pre)

break

;

/*在中序遍历序列中查找根节点*/

left = t - mid; /*左子树的节点个数*/

p->lchild = dCreateBranchTree3(pre+1

,t,left);

p->rchild = dCreateBranchTree3(pre+1

+left,t+

1

,n-

1

-left);

return

(p);

}

/*

二叉树创建函数CreateBranchTree()<非递归算法>

参数描述:

int array[]: 二叉树节点数据域数组

int n: 二叉树节点个数

返回值:

CreateBranchTree = 新建二叉树的根节点指针

*/

BTNode *CreateBranchTree(int

array[][

2

],

int

n)

{

BTNode *head,*p;

BTNode *NodeAddr[MAXNODE]; //节点地址临时缓冲区

int

i,norder,rorder;

head = NULL;

printf("二叉树原始数据<新建顺序>:/t"

);

for

(i=

1

;i<=n;i++)

{

p = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));

if

(p==NULL)

{

printf("/n新建节点时内存溢出!/n"

);

return

(NULL);

}

else

{

p->data = array[i][0

];

p->lchild = p->rchild = NULL;

norder = array[i][1

];

NodeAddr[norder] = p;

if

(norder>

1

)

{

rorder = norder / 2

;

/*非根节点:挂接在自己的父节点上*/

if

(norder %

2

==

0

)

NodeAddr[rorder]->lchild = p;

else

NodeAddr[rorder]->rchild = p;

}

else

head = p; /*根节点*/

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,p->data);

else

printf("%d "

,p->data);

}

}

return

(head);

}

//------------------------------递归部分------------------------------

/*

二叉树前序遍历函数dpre_Order_Access()<递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

dpre_Order_Access(BTNode *head)

{

if

(head!=NULL)

{

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,head->data);

else

printf("%d "

,head->data);

dpre_Order_Access(head->lchild); /*递归遍历左子树*/

dpre_Order_Access(head->rchild); /*递归遍历右子树*/

}

}

/*

二叉树中序遍历函数dmid_Order_Access()<递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

dmid_Order_Access(BTNode *head)

{

if

(head!=NULL)

{

dmid_Order_Access(head->lchild); /*递归遍历左子树*/

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,head->data);

else

printf("%d "

,head->data);

dmid_Order_Access(head->rchild); /*递归遍历右子树*/

}

}

/*

二叉树后序遍历函数dlast_Order_Access()<递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

dlast_Order_Access(BTNode *head)

{

if

(head!=NULL)

{

dlast_Order_Access(head->lchild); /*递归遍历左子树*/

dlast_Order_Access(head->rchild); /*递归遍历右子树*/

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,head->data);

else

printf("%d "

,head->data);

}

}

//------------------------------递归部分------------------------------

//------------------------------非递归部分------------------------------

/*

二叉树前序遍历函数pre_Order_Access()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

pre_Order_Access(BTNode *head)

{

BTNode *pt;

ABTStack *ps,*top;

pt = head;

top = NULL;

printf("/n二叉树的前序遍历结果<非递归>:/t"

);

while

(pt!=NULL ||top!=NULL)

/*二叉树未遍历完,或堆栈非空*/

{

while

(pt!=NULL)

{

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,pt->data);

/*访问根节点*/

else

printf("%d "

,pt->data);

/*访问根节点*/

ps = (ABTStack *)malloc(sizeof(ABTStack)); /*根节点进栈*/

ps->ptree = pt;

ps->link = top;

top = ps;

pt = pt->lchild; /*遍历节点右子树,经过的节点依次进栈*/

}

if

(top!=NULL)

{

pt = top->ptree; /*栈顶节点出栈*/

ps = top;

top = top->link;

free(ps); /*释放栈顶节点空间*/

pt = pt->rchild; /*遍历节点右子树*/

}

}

}

/*

二叉树中序遍历函数mid_Order_Access()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

mid_Order_Access(BTNode *head)

{

BTNode *pt;

ABTStack *ps,*top;

int

counter =

1

;

pt = head;

top = NULL;

printf("/n二叉树的中序遍历结果<非递归>:/t"

);

while

(pt!=NULL ||top!=NULL)

/*二叉树未遍历完,或堆栈非空*/

{

while

(pt!=NULL)

{

ps = (ABTStack *)malloc(sizeof(ABTStack)); /*根节点进栈*/

ps->ptree = pt;

ps->link = top;

top = ps;

pt = pt->lchild; /*遍历节点右子树,经过的节点依次进栈*/

}

if

(top!=NULL)

{

pt = top->ptree; /*栈顶节点出栈*/

ps = top;

top = top->link;

free(ps); /*释放栈顶节点空间*/

if

(SHOWCHAR)

printf("%c "

,pt->data);

/*访问根节点*/

else

printf("%d "

,pt->data);

/*访问根节点*/

pt = pt->rchild; /*遍历节点右子树*/

}

}

}

/*

二叉树后序遍历函数last_Order_Access()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉树的根节点指针

*/

void

last_Order_Access(BTNode *head)

{

BTNode *pt;

ABTStack *ps,*top;

int

counter =

1

;

pt = head;

top = NULL;

printf("/n二叉树的后序遍历结果<非递归>:/t"

);

while

(pt!=NULL ||top!=NULL)

/*二叉树未遍历完,或堆栈非空*/

{

while

(pt!=NULL)

{

ps = (ABTStack *)malloc(sizeof(ABTStack)); /*根节点进栈*/

ps->ptree = pt;

ps->link = top;

top = ps;

pt = pt->lchild; /*遍历节点右子树,经过的节点依次进栈*/

}

if

(top!=NULL)

{

pt = top->ptree; /*栈顶节点出栈*/

ps = top;

top = top->link;

free(ps); /*释放栈顶节点空间*/

printf("%c "

,pt->data);

/*访问根节点*/

pt = pt->rchild; /*遍历节点右子树*/

}

}

}

/*

二叉查找树静态查找函数static_Search_STree()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉查找树的根节点指针

int key: 查找关键码

返回值:

static_Search_STree = 键值为key的节点指针(找到)

static_Search_STree = NULL(没有找到)

*/

BTNode *static_Search_STree(BTNode *head,int

key)

{

while

(head!=NULL)

{

if

(head->data == key)

{

printf("/n数据域=%d/t地址=%d/t/n"

,head->data,head);

return

(head);

/*找到*/

}

if

(head->data > key)

head = head->lchild; /*继续沿左子树搜索*/

else

head = head->rchild; /*继续沿右子树搜索*/

}

return

(NULL);

/*没有查找*/

}

/*

二叉查找树动态查找函数dynamic_Search_STree()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉查找树的根节点指针

BTNode **parent: 键值为key的节点的父节点指针的指针

BTNode **head: 键值为key的节点指针的指针(找到)或NULL(没有找到)

int key: 查找关键码

注意:

*parent == NULL 且 *p == NULL 没有找到(二叉树为空)

*parent == NULL 且 *p != NULL 找到(找到根节点)

*parent != NULL 且 *p == NULL 没有找到(叶节点)<可在parent后插入节点>

*parent != NULL 且 *p != NULL 找到(中间层节点)

*/

void

dynamic_Search_STree(BTNode *head,BTNode **parent,BTNode **p,

int

key)

{

*parent = NULL;

*p = head;

while

(*p!=NULL)

{

if

((*p)->data == key)

return

;

/*找到*/

*parent = *p; /*以当前节点为父,继续查找*/

if

((*p)->data > key)

*p = (*p)->lchild; /*继续沿左子树搜索*/

else

*p = (*p)->rchild; /*继续沿右子树搜索*/

}

}

/*

二叉查找树插入节点函数Insert_Node_STree()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉查找树的根节点指针

int key: 查找关键码

返回值:

Insert_Node_STree = 1 插入成功

Insert_Node_STree = 0 插入失败(节点已经存在)

*/

int

Insert_Node_STree(BTNode *head,

int

key)

{

BTNode *p,*q,*nnode;

dynamic_Search_STree(head,&p,&q,key);

if

(q!=NULL)

return

(

0

);

/*节点在树中已经存在*/

nnode = (BTNode *)malloc(sizeof(BTNode)); /*新建节点*/

nnode->data = key;

nnode->lchild = nnode->rchild = NULL;

if

(p==NULL)

head = p; /*原树为空,新建节点为查找树*/

else

{

if

(p->data > key)

p->lchild = nnode; /*作为左孩子节点*/

else

p->rchild = nnode; /*作为右孩子节点*/

}

return

(

1

);

/*插入成功*/

}

/*

二叉查找树插入一批节点函数Insert_Batch_Node_STree()<非递归算法>

参数描述:

BTNode *head: 二叉查找树的根节点指针

int array[]: 被插入的数据域数组

int n: 被插入的节点数目

*/

void

Insert_Batch_Node_STree(BTNode *head,

int

array[],

int

n)

{

int

i;

for

(i=

0

;i<n;i++)

{

if

(!Insert_Node_STree(head,array[i]))

printf("/n插入失败<键值为%d的节点已经存在>!/n"

,array[i]);

}

}

//------------------------------非递归部分------------------------------
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