数据结构——二叉树2（c++）

/*  BinaryTreeNode.h  */

template <class T> class BinaryTree;

template <class T>
class BinaryTreeNode {
friend class BinaryTree<T>; //声明二叉树为结点类的友元类，便于访问私有数据成员
private:
T  info;                                //二叉树结点数据域
BinaryTreeNode<T>* left;                //二叉树结点指向左子树的指针
BinaryTreeNode<T>* right;               //二叉树结点指向左子树的指针

public:
BinaryTreeNode();                           //缺省构造函数
BinaryTreeNode(const T& inf);               //给定数据的构造函数
BinaryTreeNode(const T& inf,BinaryTreeNode<T>* l, BinaryTreeNode<T>* r);//给定了结点值和左右子树的构造函数
T  value() const;                           //返回当前结点的数据
BinaryTreeNode<T>*  leftchild() const;      //返回当前结点左子树
BinaryTreeNode<T>*  rightchild() const;     //返回当前结点右子树
void  setLeftchild(BinaryTreeNode<T>*) ;    //设置当前结点的左子树
void  setRightchild(BinaryTreeNode<T>*) ;   //设置当前结点的右子树
void  setValue(const T& val);               //设置当前结点的数据域
bool  isLeaf() const;               //判定当前结点是否为叶结点,若是返回true
BinaryTreeNode<T>& operator = (const BinaryTreeNode<T>& Node){this = Node;};//重载赋值操作符
};

//****** BinaryTreeNode Implementation *******//

template<class T>
BinaryTreeNode<T>::BinaryTreeNode()  {
left = right = NULL;
}

template<class T>
BinaryTreeNode<T>::BinaryTreeNode(const T& inf)  {  //给定数据的构造函数
info = inf;
left = right = NULL;
}

template<class T>
BinaryTreeNode<T>::BinaryTreeNode(const T& inf,BinaryTreeNode* l, BinaryTreeNode* r)  {//给定数据的左右指针的构造函数
info = inf;
left = l;
right = r;
}

template<class T>
T  BinaryTreeNode<T>::value() const  {
return info;
}

template<class T>
BinaryTreeNode<T>*  BinaryTreeNode<T>::leftchild() const  { //返回当前结点指向左子树的指针
return left;
}

template<class T>
BinaryTreeNode<T>*  BinaryTreeNode<T>::rightchild() const  { //返回当前结点指向右子树的指针
return right;
}

template<class T>
void  BinaryTreeNode<T>::setLeftchild(BinaryTreeNode<T>* subroot)  { //设置当前结点的左子树
left = subroot;
}

template<class T>
void  BinaryTreeNode<T>::setRightchild(BinaryTreeNode<T>* subroot)  { //设置当前结点的右子树
right = subroot;
}

template<class T>
void  BinaryTreeNode<T>::setValue(const T& val)  {  //设置当前结点的数据域
info = val;
}

template<class T>
bool  BinaryTreeNode<T>::isLeaf() const  {  //判定当前结点是否为叶结点,若是返回true
return (left == NULL) && (right == NULL);
}

//************BinaryTree.h****************//

#include <stack>
#include <queue>
#include "BinaryTreeNode.h"

enum Tags{Left,Right};          //枚举类型

template <class T>
class StackElement  {           //StackElement,用于非递归方式遍历二叉树
public:
BinaryTreeNode<T>* pointer;
Tags tag;
};

using namespace std;

template <class T>
class BinaryTree {
private:
BinaryTreeNode<T>*  root;                       //二叉树根结点
T flag;                                         //CreateBinaryTree();创建树时空子树标志
public:
BinaryTree(){root = NULL;};                     //构造函数
~BinaryTree() {DeleteBinaryTree(root);};       //析构函数
bool isEmpty() const{return ( root? false : true); };//判定二叉树是否为空树
BinaryTreeNode<T>* Root(){return root;};        //返回二叉树根结点
void setEmptySubtreeFlag(T Value){flag=Value;}  //设置空子树标志

BinaryTreeNode<T>* createBinaryTree();          //输入前序序列创建二叉树，返回指向所创建的二叉树的根结点的指针
BinaryTreeNode<T>* seqToLinked(T A[ ],int i,int n);
//由顺序存储的n个结点的完全二叉树，建立二叉链表存储的二叉树
int Level(BinaryTreeNode<T>* root);             //求二叉树深度（根结点处于第一层）
int LeafNum(BinaryTreeNode<T>* root);           //求二叉树的叶子数

void DeleteBinaryTree(BinaryTreeNode<T>* root); //删除二叉树或其子树
void Visit(T Value) {cout << Value<<"　";};           //访问
void PreOrder(BinaryTreeNode<T>* root);         //前序周游二叉树或其子树
};

template<class T>
BinaryTreeNode<T>* BinaryTree<T>::seqToLinked(T A[ ],int i,int n)
{
BinaryTreeNode<T> * tmp;
tmp=new BinaryTreeNode<T>(A[i]);
if(2*i+1<n)
tmp->left =seqToLinked(A,2*i+1,n);              //递归创建左子树
if(2*i+2<n)
tmp->right=seqToLinked(A,2*i+2,n);              //递归创建右子树
return root=tmp;

}

template<class T>
int BinaryTree<T>::Level(BinaryTreeNode<T>* root){  //求二叉树深度（根结点处于第一层）

int depth=0;    //深度
int temp1=0;
int temp2=0;
if(root==NULL)
{
return 0;
}
else
{
temp1=Level(root->leftchild());
temp2=Level(root->rightchild());
depth=temp1>temp2?temp1:temp2;
depth++;

return depth;
}

}

template<class T>
int BinaryTree<T>::LeafNum(BinaryTreeNode<T>* root){    //求二叉树的叶子数
if(root==NULL)
{
return 0;
}
else if(root->leftchild()==NULL && root->rightchild()==NULL)
{
return 1;
}
else
{
return LeafNum(root->leftchild())+LeafNum(root->rightchild());  //左子树的叶子结点+右子树的叶子结点
}

}

template<class T>
BinaryTreeNode<T>*  BinaryTree<T>:: createBinaryTree()  {
//按前序构造二叉链表表示的二叉树root
BinaryTreeNode<T> * N;
T ch;
cin>>ch;
if(ch==flag)N=NULL;
else{
N = new BinaryTreeNode<T>(ch);              //创建新树
N->left =createBinaryTree();                //递归创建左子树
N->right=createBinaryTree();                //递归创建右子树
}
return root=N;
}

template<class T>
void BinaryTree<T>:: DeleteBinaryTree(BinaryTreeNode<T>* root)  { //以后序周游的方式删除二叉树
if(root)  {
DeleteBinaryTree(root->left);               //递归删除左子树
DeleteBinaryTree(root->right);              //递归删除右子树
delete root;                                //删除根结点
}
}

template<class T>
void BinaryTree<T>::PreOrder (BinaryTreeNode<T>* root)  {  //递归前序周游二叉树
if(root!=NULL)
{
Visit(root->info);
PreOrder(root->leftchild());
PreOrder(root->rightchild());
}

}

//BinaryTree.cpp
#include <iostream>
#include "BinaryTree.h"

int main() {

BinaryTree<char> a;
char value;
char A[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'}; //完全二叉树顺序存储，不用第1个元素，使用时下标从1开始，用后9个元素
//利用数组A创建二叉链式存储表示的二叉树
BinaryTreeNode<char> * root=a.seqToLinked(A,0,10);
cout<<"先序遍历此二叉树：";
a.PreOrder(root);
cout<<endl;
int depth;  //深度
int leafNum;    //叶子结点数
depth=a.Level(root);
cout<<"此二叉树的深度为："<<depth<<endl;
leafNum=a.LeafNum(root);
cout<<"此二叉树的叶子结点数为："<<leafNum<<endl;
return 0;
}