數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-二叉樹的實(shí)現(xiàn)與遍歷

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第六次實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)生班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師1重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）采用二叉樹鏈表作為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，完成二叉樹的建立，先序、中序和后序以及按層次遍歷的操作，求所有葉子及結(jié)點(diǎn)總數(shù)的操作。2）輸出樹的深度，最大元，最小元。二、需求分析遍歷二叉樹首先有三種方法，即先序遍歷，中序遍歷和后序遍歷。遞歸方法比較簡(jiǎn)單，首先獲得結(jié)點(diǎn)指針如果指針不為空，且有左子，從左子 遞歸到下一層，如果沒有左子，從右子遞歸到下一層，如果指針為空，則結(jié) 束一層遞歸調(diào)用。直到遞歸全部結(jié)束。下面重點(diǎn)來講述非遞歸方法：首先介紹先序遍歷：先序遍歷的順序是根 左右，也就是說先訪問根結(jié)點(diǎn)然后訪問其左

2、子再然后 訪問其右子。具體算法實(shí)現(xiàn)如下：如果結(jié)點(diǎn)的指針不為空，結(jié)點(diǎn)指針入棧， 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)指針指向其左子，如果結(jié)點(diǎn)的指針為空，表示左 子樹訪問結(jié)束，棧頂結(jié)點(diǎn)指針出棧，指針指向其右子，對(duì)其右子樹進(jìn)行訪問， 如此循環(huán)，直至結(jié)點(diǎn)指針和棧均為空時(shí)，遍歷結(jié)束。再次介紹中序遍歷：中序遍歷的順序是左 根右，中序遍歷和先序遍歷思想差不多，只是打印順 序稍有變化。具體實(shí)現(xiàn)算法如下：如果結(jié)點(diǎn)指針不為空，結(jié)點(diǎn)入棧，指針指 向其左子，如果指針為空，表示左子樹訪問完成，則棧頂結(jié)點(diǎn)指針出棧，并 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)指針指向其右子，對(duì)其右子樹進(jìn)行訪問。如此循 環(huán)直至結(jié)點(diǎn)指針和棧均為空，遍歷結(jié)束。最后介紹后序

3、遍歷：后序遍歷的順序是左 右 根，后序遍歷是比較難的一種，首先需要建立兩個(gè) 棧，一個(gè)用來存放結(jié)點(diǎn)的指針，另一個(gè)存放標(biāo)志位，也是首先訪問根結(jié)點(diǎn)， 如果結(jié)點(diǎn)的指針不為空，根結(jié)點(diǎn)入棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也隨之入標(biāo)志位棧， 并賦值0,表示該結(jié)點(diǎn)的右子還沒有訪問，指針指向該結(jié)點(diǎn)的左子，如果結(jié) 點(diǎn)指針為空，表示左子訪問完成，父結(jié)點(diǎn)出棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也隨之出 棧，如果相應(yīng)的標(biāo)志位值為0,表示右子樹還沒有訪問，指針指向其右子， 父結(jié)點(diǎn)再次入棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也入棧，但要給標(biāo)志位賦值為1，表示右子訪問過。如果相應(yīng)的標(biāo)志位值為 1，表示右子樹已經(jīng)訪問完成，此時(shí)要 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)將結(jié)點(diǎn)指針賦值為空，如

4、此循環(huán)直至結(jié)點(diǎn)指針和 棧均為空，遍歷結(jié)束。三、詳細(xì)設(shè)計(jì)源代碼：#include<>#define MAX 100 /表示棧的最大容量#define FULL 99表示棧滿#define EMPTY -1 表示?？誸ypedef struct Tnode /定義結(jié)點(diǎn)char data;/存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)struct Tnode *left;定義結(jié)點(diǎn)左子指針struct Tnode *right;定義右子指針Tnode,*Pnode; 聲明Tnode類型的變量和指針 typedef struct Stack/ 定義棧Pnode pnodeMAX; 存放數(shù)據(jù)int p;/棧頂指針Stack,

5、*Pstack;定義Stack類型的變量和指針void Push (Pstack pstack,Pnode pnode)/ 入棧 pstack->p +;pstack->pnodepstack->p = pnode;/ 賦值Pnode Pop(Pstack pstack)/ 出棧return pstack->pnodepstack->p-;Pnode Top (Pstack pstack)/看棧頂元素return pstack->pnodepstack->p;int Isempty (Pstack pstack)/棧判空if(pstack->p=

6、EMPTY)return 1;elsereturn 0;int Isfull (Pstack pstack )/棧滿if (pstack ->p=FULL)return 1;elsereturn 0;void Initstack (Pstack pstack)/初始化棧pstack->p=EMPTY;初始化結(jié)點(diǎn)void lnittnode(Pnode root,Pnode left,Pnode right,char data)/root->left=left;void PreorderR(Pnode proot)/ 遞歸先序遍歷算法if(proot)printf("

7、%2c",proot->data);PreorderR(proot->left);PreorderR(proot_>right);void InorderR(Pnode proot)/遞歸中序遍歷算法if(proot)InorderR(proot->left);printf("%2c",proot->data);InorderR(proot->right);void PostorderR(Pnode proot)/ 遞歸后序遍歷算法if(proot)PostorderR(proot->left);PostorderR(pr

8、oot->right);非遞歸先序遍歷算法如果棧空并且結(jié)點(diǎn)指針空，則結(jié)束循環(huán)void Preorderl(Pnode proot,Pstack pstack)/Initstack(pstack);/ 初始化棧while(proot|!lsempty(pstack) if(proot)printf("%2c",proot->data);if(lsfull(pstack)如果棧滿不能執(zhí)行入棧操作printf("棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！");return;Push(pstack,proot);入棧proot=proot->left;指針指向左

9、子elseif(Isempty(pstack)/ ?？諘r(shí)不能出棧printf("棧空，不能執(zhí)行出棧操作！");return;proot = Pop(pstack);/ 執(zhí)行出棧操作void lnorderl(Pnode proot,Pstack pstack)/非遞歸中序遍歷算法Initstack(pstack);/初始化棧while(proot|!lsempty(pstack)循環(huán)結(jié)束條件if(proot)if(lsfull(pstack)printf("棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！");return;Push(pstack,proot);執(zhí)行入棧操作pr

10、oot = proot->left;指針指向左子elseif(Isempty(pstack)printf("棧空，不能執(zhí)行出棧操作！”)；return ;proot = Pop(pstack);/ 出棧void Postorderl(Pnode proot,Pstack pstack)/非遞歸后續(xù)遍歷算法int flagsMAX;定義標(biāo)志位棧int p =-1;/初始化標(biāo)志位棧int flag;/ 存放標(biāo)志位Initstack(pstack);/初始化棧while(proot|!lsempty(pstack)循環(huán)結(jié)束條件if(proot) if(Isfull(pstack) p

11、rintf("棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！");return ;flags+p = 0;/標(biāo)志位置0,并入棧Push(pstack,proot); 結(jié)點(diǎn)入棧proot=proot->left;指針指向左子elseproot = Pop(pstack);/ 指針出棧flag = flagsp-;/相應(yīng)標(biāo)志位出棧if(flag=0)/ 如果標(biāo)志位為0表示右子還未訪問過flag =1;/ 將標(biāo)志位置1,右子已訪問flags+p = flag;/ 標(biāo)志位入棧Push(pstack,proot);結(jié)點(diǎn)入棧proot = proot->right;指針指向右子elseprint

12、f("%2c",proot->data);打印數(shù)據(jù)proot = NULL;/將結(jié)點(diǎn)指針置空void main ()Tnode A,B,C,D,E,F,G;聲明結(jié)點(diǎn)變量Stack stack;/ 聲明棧Inittnode(&A,&B,&C,'A');初始化結(jié)點(diǎn)Inittnode(&B,NULL,&D,'B');Inittnode(&C,&E,&F,C);Inittnode(&D,NULL,NULL,'D');Inittnode(&E,NULL

13、,NULL,'E');Inittnode(&F,&G,NULL,'F');Inittnode(&G,NULL,NULL,'G');printf("你定義的樹的結(jié)構(gòu)是：n");/*一下是調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)輸出遍歷結(jié)果*/printf("A(B(D)C(E F(G)n");printf("=printf("= PreorderR(&A); printf("n");printf("=Preorderl(&A,&stack

14、); printf("n");printf("=InorderR(&A);printf("n");printf("=lnorderl(&A,& stack); printf("n");printf("=：PostorderR(&A); printf("n");printf("=：Postorderl(&A,& stack); printf("n");五、遇到的問題及解決辦法下面是遍歷結(jié)果=n") 遞

15、歸先序遍歷：=n") 非遞歸先序遍歷：=n") 遞歸中序遍歷：=n") 非遞歸中序遍歷： =n") 遞歸后序遍歷：=n"); 非遞歸后序遍歷：=n");這部分我主要遇到如下兩個(gè)問題，其內(nèi)容和解決方法如下所列: 執(zhí)行程序時(shí)程序停止運(yùn)行，其效果如圖：解決方法：看到程序停止運(yùn)行，推測(cè)可能的原因：遇到死循環(huán)、參數(shù)設(shè)置不合 理或者結(jié)構(gòu)體沒有造好。首先對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行了檢查，各個(gè)成員聲明正常無誤，在 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，程序正常跳出循環(huán)，因此最可能是自定義函數(shù)的參數(shù)設(shè)置的不 合理，因此對(duì)調(diào)用的自定義函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)， 將參數(shù)由具體類型改為指針類 型后，

16、程序正常運(yùn)行。程序不停的輸出同一個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其效果入圖：怦竺ie汕；m,細(xì)攔沽0一7按¥1蒂0一寸柚fl詞云恥乩叩；吟psgq. II DDDDDDEDDDJDDDELL'DL'DJJDODDDDDOraDLiDDDDDDDDCIiDDDDBDCCLDDDDDDDWIlDDDDDbDnCDDDDDODD * ?DDDDDr：rDDD3DTrDDDDDDDD0ErDDD3DDDrDDDDDDDCErDDDD3DDDWDDDDT：DDDDDDDDDEEDDD3D "DDOOTLDDDDBDaKDDDDDDDDDDDDDDDOmDBDBDDIIlMDDDDmDD

17、DDDDDOECDDDDDDDDnEDDDDIIIID 電 DODCDDDDDDNmiDDDDDDDDDDDDDDDDnDDDDDDDmnDDDDDDKrDDDDimTIICDDDDDKIDnDDDDOnD pDDUlJlJDDDJJJELlJLiDDlJDJlJL)LbDDDJDJUlJDl)DDDDDEULDDDD)LJDlJlJDDl)DDJDLlJLiDDDDJLJUljlJDDDJDJEE im jDCI ITDDTDJD匚 DDDDDMDCT nDDMRTTmDDD：!兀 M DDDDJETDDDDDJDCDMDDMDCf” DDDODDDDDDIWDCDDDDDCDODDDDDD

18、DODDDDDDJDDDCDDEDDDDDCDDDDDDC(®DDDDDODC©DDDDDDDC(D bDDDDDDDDDDDDDDCDDDDDODDDDDDDDDOnDDDDDDDnDCDDDDDrDDDDDDDDDDODCDDDDDODODDDDDDDDnD DDJLXJL LDDDDDDDELL'DDDDDDOL 叩)2811 腫叩為DCD1. L'DDDDDUELDDDDDDDDDL'DDDDDDOL UUDDJIUX： pDDDDDrDDnDTniDDDnDnDDnrDDDTimnrDDDDDDDETirDDDDBnonnDDnDDDnri

19、irinDDDDDEPDDDDODD pDDXDCEDDDDDDDDDDDDDDXDDDDDDDDDDDDDDDDDEXEDDDDDXDDDDDDDDDDDDDDDDDXDDDDDDDJDD piX)MrDDDDDOOIrmDPDDDDDDDDDD®OTDI)DI)DDDCDDDDDDIXWDDDDDDDWDBDDDC)DDDBDDDDI®DDn pDDDDDDDEDDDD皿珈 DDIX)DCDDDDDDDOMmDDDDIODIfflDDDDDnDDDDDDa)DDDDD 血 DCDDDDDDDDDDl 列 IbDDDDDEDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDODrDDDDDDDniDDDDDBDDDEDDDDDDDrCDDDDDDDDDEDDDODODDbD0DC'DLDDDDDDECEDDD)D3D0EDDEDDD0Dl!DBDDDDDCDDDDDBDjDCDDDDDDDCEDDDDDDDDLiDDD3D0DD PDDDODrDBD3D3DDEDDDDD3DOEIiDPD3roDrDBDDDDDCDrDDDDDDDDriDrDDD3DDEDDDDD3DODriDDDDDDDr IpDODDDCDDDDDDDE