二叉树的简单操作

标签：二叉树的简单操作

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#define m 100

typedef char DataType;
typedef struct Node /*二叉链表的结构体*/
{
	DataType data;
	struct Node * LChild;
	struct Node * RChild;
}BiTNode, *BiTree;

#define Queue_Size 100

typedef BiTree QueueElement;
typedef struct //定义顺序队列的结构体
{
	QueueElement elem[Queue_Size]; //存放队列元素的一维数组
	int top; //用来存放队列元素的下标，top=-1表示空队
}SeqQueue;


BiTree CreateBiTree(void);//创建二叉链表
void InOrder(BiTree root);//中序递归遍历二叉树
void inoeder(BiTree  root); //中序非递归遍历二叉树
int LayerOrder(BiTree bt);/*层次遍历二叉树*/
int PostTreeDepth(BiTree bt); /*后序遍历二叉树求高度的递归算法*/
int leaf(BiTree root); /*后序遍历统计叶子结点的个数*/
int PreOrder(BiTree root);/*先序求二叉树中结点的个数*/
void ChangeBit(BiTree root);/*交换每个结点的左右子树*/
void EnterQueue(SeqQueue * s, QueueElement x);  //顺序入队函数
void DeleteQueue(SeqQueue * s);  //顺序出队函数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	int choose = 0;
	do
	{
		printf("\t\t\t二叉树的简单操作\n");
		printf("\t\t1 二叉树链表的建立\n");
		printf("\t\t2 二叉树的中序递归遍历\n");
		printf("\t\t3 二叉树的中序非递归遍历\n");
		printf("\t\t4 二叉树的层次遍历\n");
		printf("\t\t5 二叉树的高度\n");
		printf("\t\t6 二叉树结点的个数\n");
		printf("\t\t7 二叉树叶子的个数\n");
		printf("\t\t8 交换二叉树的左右子树\n");
		printf("\t\t0 退出\n");
		scanf("%d", &choose);
		switch (choose)
		{
		case 1:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			break;
		}
		case 2:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("中序递归遍历为：");
			InOrder(bt);
			printf("\n");
			break;
		}
		case 3:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("中序非递归遍历为：");
			inoeder(bt);
			printf("\n");
			break;
		}
		case 4:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("层次遍历结果为：");
			int ret = LayerOrder(bt);
			printf("\n");
			break;
		}
		case 5:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("二叉树的高度为%d\n", PostTreeDepth(bt));
			break;
		}
		case 6:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("结点的个数为：%d\n", PreOrder(bt));
			break;
		}
		case 7:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			printf("叶子结点的个数为：%d\n", leaf(bt));
			break;
		}
		case 8:
		{
			BiTree bt = NULL;
			getchar();//接收空格
			printf("请用先序遍历扩展输入二叉树（.表示空子树）:\n");
			bt = CreateBiTree();
			ChangeBit(bt);
			printf("交换之后中序遍历的结果为：");
			InOrder(bt);
			printf("\n");
			break;
		}
		case 0:
		{
			break;
		}
		default:
		{
			break;
		}
		}
	} while (choose != 0);
	system("pause");
	return 0;
}

void EnterQueue(SeqQueue * s, QueueElement x)  //顺序入队函数
{
	if (s->top == Queue_Size - 1)
		return;
	s->top++;
	s->elem[s->top] = x;
}

void DeleteQueue(SeqQueue * s)  //顺序出队函数
{
	if (s->top == -1)
		return;
	else
	{
		for (int i = 0; i < s->top; i++)
		{
			s->elem[i] = s->elem[i + 1];
		}
		s->top--;
	}
}

void Vist(char p)
{
	printf("%c ", p);
}

BiTree CreateBiTree(void)//创建二叉链表
{
	char ch;
	BiTree bt = NULL;
	scanf("%c", &ch);
	if (‘.‘ == ch)
	{
		bt = NULL;
	}
	else
	{
		bt = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
		bt->data = ch;
		bt->LChild = CreateBiTree();
		bt->RChild = CreateBiTree();
	}
	return bt;
}

void InOrder(BiTree root)//中序递归遍历二叉树
{
	/*assert(root==NULL);*/
	if (root != NULL)
	{
		InOrder(root->LChild);
		Vist(root->data);
		InOrder(root->RChild);
	}
}

void inoeder(BiTree  root) //中序非递归遍历二叉树
{
	int top = 0;
	BiTree s[m];//栈最多存储100个元素m=100
	BiTree p = root;
	do
	{
		while (p != NULL)
		{
			if (top > m)
				return;
			top++;
			s[top] = p;
			p = p->LChild;
		}/*遍历左子树*/
		if (top != 0)
		{
			p = s[top];
			top--;
			Vist(p->data);/*访问根节点*/
			p = p->RChild;
		}/*遍历右子树*/
	} while (p != NULL || top != 0);
}

int LayerOrder(BiTree bt)/*层次遍历二叉树*/
{
	//assert(bt);
	SeqQueue * Q;
	Q = (SeqQueue*)malloc(sizeof(SeqQueue));
	Q->top = -1;
	BiTree p;
	if (bt == NULL)
	{
		return -1;
	}
	EnterQueue(Q, bt);
	while (Q->top > -1)
	{
		p = Q->elem[0];
		DeleteQueue(Q);
		Vist(p->data);
		if (p->LChild)
		{
			EnterQueue(Q, p->LChild);
		}
		if (p->RChild)
		{
			EnterQueue(Q, p->RChild);
		}
	}
	return 1;
}

int PostTreeDepth(BiTree bt) /*后序遍历二叉树求高度的递归算法*/
{
	//assert(bt);
	int hl, hr, max;
	if (NULL != bt)
	{
		hl = PostTreeDepth(bt->LChild);/*得到左子树的高度*/
		hr = PostTreeDepth(bt->RChild);/*得到右子树的高度*/
		max = hl > hr ? hl : hr;/*得到左右子树深度角度较大的*/
		return (max + 1);
	}
	else
	{
		return 0;/*如果是空树，返回0*/
	}
}

int leaf(BiTree root) /*后序遍历统计叶子结点的个数*/
{
	//assert(root);
	static int LeafCount = 0;
	if (NULL != root)
	{
		leaf(root->LChild);
		leaf(root->RChild);
		if ((NULL == root->LChild) && (NULL == root->RChild))
		{
			LeafCount++;
		}
	}
	return LeafCount;
}

int PreOrder(BiTree root)/*先序求二叉树中结点的个数*/
{
	//assert(root);
	static int BitCount = 0;
	if (NULL != root)
	{
		PreOrder(root->LChild);
		PreOrder(root->RChild);
		BitCount++;
	}
	return (BitCount);
}

void ChangeBit(BiTree root)/*交换每个结点的左右子树*/
{
	//assert(root);
	BiTree tmp = NULL;
	if (NULL != root)
	{
		tmp = root->LChild;
		root->LChild = root->RChild;
		root->RChild = tmp;
		ChangeBit(root->LChild);
		ChangeBit(root->RChild);
	}
}

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