二叉树的各种遍历操作
2016-03-13 19:03
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作 者：王鹏 * 完成日期：2016年 3 月 13 日 * 问题描述：二叉树的各种遍历操作 * 输入描述：以#代替树的儿子为空，如输入（ABD##FE###CG#H##I##）. * 程序输出：如代码所示
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct TreeNode *BiTree;
typedef struct TreeNode BiTNode;
struct TreeNode{
char data;
BiTree Left;
BiTree Right;
};
typedef struct Node{
BiTree data;
struct Node *Next;
}Stack;
typedef struct NodeQ{
BiTree data;
struct NodeQ *Next;
}Queue;
typedef struct queue{
Queue *front;
Queue *rear;
}LinkQueue;
//栈函数的声明
Stack *CreateStack();
int IsEmpty(Stack *s);
BiTree Pop(Stack *s);
void Push(Stack *s, BiTree item);
//队列函数的声明
void CreateQueue(LinkQueue *Q);
int IsEmptyQ(LinkQueue *Q);
int AddQ(LinkQueue *Q, BiTree e);
BiTree Delete(LinkQueue *Q);
// 树函数的声明
BiTree CreatBiTree(); //按先序遍历创建二叉树
void PreOrder_1(BiTree T); //先序遍历（递归）
void InOrder_1(BiTree T); //中序遍历（递归）
void PostOrder_1(BiTree T); //后序遍历（递归）
void PreOrder_2(BiTree BT); //先序遍历（非递归）
void InOrder_2(BiTree BT); //中序遍历（非递归）
void PostOrder_2(BiTree BT); //后序遍历（非递归）
void LevelOrder(BiTree BT); //层序遍历（非递归）
int depth(BiTree T); //计算树的深度
void CoutNode(BiTree T); //输出所有树的叶节点
int main()
{
BiTree T;
int flag = 1, i ;
printf(" 本程序实现二叉树的基本操作。 \n");
printf("可以进行建立二叉树，分别用递归与非递归的算法进行二叉树的3种遍历。 \n");
while(flag){
printf("| |\n");
printf("|**********************************************************************|\n");
printf("| 二叉树的基本操作如下： |\n");
printf("| 0.创建二叉树 |\n");
printf("| 1.先序遍历（递归） |\n");
printf("| 2.中序遍历（递归） |\n");
printf("| 3.后序遍历（递归） |\n");
printf("| 4.先序遍历（非递归） |\n");
printf("| 5.中序遍历（非递归） |\n");
printf("| 6.后序遍历（非递归） |\n");
printf("| 7.层序遍历（非递归） |\n");
printf("| 8.二叉树的深度 |\n");
printf("| 9.输出二叉树的所有叶节点 |\n");
printf("| 10.退出程序 |\n");
printf("| |\n");
printf("|**********************************************************************|\n");
printf("| |\n");
printf("| 请选择功能： |\n");
scanf("%d", &i);
//输入需要选择的功能
switch(i){
case 0:
printf("请以先序的方式输入二叉树（#代表NULL）:");
T = CreatBiTree();
break;
case 1:
if(T){
printf("先序遍历（递归）的结果为：");
PreOrder_1(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 2:
if(T){
printf("中序遍历（递归）的结果为：");
InOrder_1(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 3:
if(T){
printf("后序遍历（递归）的结果为：");
PostOrder_1(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 4:
if(T){
printf("先序遍历（非递归）的结果为：");
PreOrder_2(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 5:
if(T){
printf("中序遍历（非递归）的结果为：");
InOrder_2(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 6:
if(T){
printf("后序遍历（非递归）的结果为：");
PostOrder_2(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 7:
if(T){
printf("层序遍历（非递归）的结果为：");
LevelOrder(T);
printf("\n");
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 8:
if(T){
printf("这课二叉树的深度为：%d\n", depth(T));
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
case 9:
if(T){
printf("这课二叉树的所有叶节点为:");
CoutNode(T);
}else
printf(" 二叉树为空！\n");
break;
default:
flag = 0;
printf("程序运行结束，按任意键退出！\n");
}
}
return 0;
}
//树的函数
BiTree CreatBiTree() //创建树
{
char ch;
BiTree T;
scanf("\n%c", &ch);
if(ch =='#')
T = NULL;
else{
if(!(T = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode))))
exit(-1);
T->data = ch;
T->Left = CreatBiTree();
T->Right = CreatBiTree();
}
return T;
}
void PreOrder_1(BiTree T) //先序遍历（递归）
{
if(T){
printf("%c", T->data);
PreOrder_1(T->Left);
PreOrder_1(T->Right);
}
}
void InOrder_1(BiTree T) //中序遍历（递归）
{
if(T){
InOrder_1(T->Left);
printf("%c", T->data);
InOrder_1(T->Right);
}
}
void PostOrder_1(BiTree T) //后序遍历（递归）
{
if(T){
PostOrder_1(T->Left);
PostOrder_1(T->Right);
printf("%c", T->data);
}
}
void PreOrder_2(BiTree BT) //先序遍历（非递归）
{
BiTree T = BT;
Stack *s = CreateStack();
while(T || !IsEmpty(s)){
while(T){
Push(s, T);
printf("%c", T->data);
T = T->Left;
}
if(!IsEmpty(s)){
T= Pop(s);
T = T->Right ;
}
}
}
void InOrder_2(BiTree BT) //中序遍历（非递归）
{
BiTree T = BT;
Stack *s = CreateStack();
while(T || !IsEmpty(s)){
while(T){
Push(s, T);
T = T->Left;
}
if(!IsEmpty(s)){
T = Pop(s);
printf("%c", T->data);
T = T->Right ;
}
}
}
void PostOrder_2(BiTree BT) //后序遍历（非递归）
{
BiTree T = BT;
Stack *s1 = CreateStack();
Stack *s2 = CreateStack();
Push(s1, T);
while(!IsEmpty(s1)){
T = Pop(s1);
Push(s2, T);
if(T->Left ) Push(s1, T->Left);
if(T->Right) Push(s1, T->Right);
}
while(!IsEmpty(s2)){
T = Pop(s2);
printf("%c", T->data);
}
}
void LevelOrder(BiTree BT) //层序遍历（非递归）
{
LinkQueue Q;
BiTree T;
if(!BT) return; //空树返回
CreateQueue(&Q);
AddQ(&Q, BT);
while(!IsEmptyQ(&Q)){
T = Delete(&Q);
printf("%c", T->data );
if(T->Left ) AddQ(&Q, T->Left );
if(T->Right ) AddQ(&Q, T->Right );
}
}
int depth(BiTree T) //计算树的深度
{
int HL, HR, MaxH;
if(T){
HL = depth(T->Left );
HR = depth(T->Right );
MaxH = (HL > HR) ? HL : HR;
return (MaxH + 1);
}else
return 0;
}
void CoutNode(BiTree T) //输出所有树的叶节点
{
if(T){
if(!T->Left && !T->Right ){
printf("%c", T->data );
}
CoutNode( T->Left );
CoutNode( T->Right );
}
}
//栈的函数
Stack *CreateStack() //创建栈
{
Stack *s;
if(!(s = (Stack *)malloc(sizeof(struct Node))))
exit(-1);
s->Next = NULL;
return s;
}
int IsEmpty(Stack *s) //判断栈是否为空
{
return (s->Next == NULL);
}
void Push(Stack *s, BiTree item) //入栈
{
Stack *TmpCell;
if(!(TmpCell = (Stack *)malloc(sizeof(struct Node))))
exit(-1);
TmpCell->data = item;
TmpCell->Next = s->Next;
s->Next = TmpCell;
}
BiTree Pop(Stack *s) //出栈
{
struct Node *FirstCell;
BiTree TopElem;
if(IsEmpty(s)){
printf("堆栈空"); return NULL;
}else{
FirstCell = s->Next ;
s->Next = FirstCell->Next;
TopElem = FirstCell->data;
free(FirstCell);
return TopElem;
}
}
//队列的函数
void CreateQueue(LinkQueue *Q) //创建队列
{
if(!(Q->front = Q->rear = (Queue*)malloc(sizeof(struct NodeQ))))
exit(-1);
Q->front->Next = NULL;
}
int IsEmptyQ(LinkQueue *Q) //判断队列是否为空
{
if(Q->front == Q->rear )
return 1;
else
return 0;
}
int AddQ(LinkQueue *Q, BiTree e) //入队列
{
Queue *p;
if(!(p = (Queue *)malloc(sizeof(struct NodeQ))))
exit(-1);
p->data = e;
p->Next = NULL;
Q->rear->Next = p;
Q->rear = p;
return 0;
}
BiTree Delete(LinkQueue *Q) //出队列
{
Queue *p;
BiTree e;
if(IsEmptyQ(Q)){
printf("队列为空"); return NULL;
}else{
p = Q->front->Next ;
e = p->data ;
Q->front->Next = p->Next ;
if(Q->rear == p)
Q->rear = Q->front ;
free(p);
return e;
}
}
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