數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告-二叉樹的實現(xiàn)與遍歷

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第六次實驗報告學生姓名學生班級學生學號指導(dǎo)老師一、實驗內(nèi)容1) 采用二叉樹鏈表作為存儲結(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。 遞歸方法比較簡單，首先獲得結(jié)點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)點然后訪問其左子再然后 訪問其右子。具體算

2、法實現(xiàn)如下：如果結(jié)點的指針不為空，結(jié)點指針入棧， 輸出相應(yīng)結(jié)點的數(shù)據(jù)，同時指針指向其左子，如果結(jié)點的指針為空，表示左 子樹訪問結(jié)束， 棧頂結(jié)點指針出棧， 指針指向其右子， 對其右子樹進行訪問， 如此循環(huán)，直至結(jié)點指針和棧均為空時，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。具體實現(xiàn)算法如下：如果結(jié)點指針不為空，結(jié)點入棧，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)點指針出棧，并 輸出相應(yīng)結(jié)點的數(shù)據(jù)，同時指針指向其右子，對其右子樹進行訪問。如此循 環(huán)直至結(jié)點指針和棧均為空，遍歷結(jié)束。最后介紹后序遍歷： 后序遍歷的順

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

4、點指針和 棧均為空，遍歷結(jié)束。三、詳細設(shè)計源代碼：#include<stdio.h>#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char data;/存儲結(jié)點數(shù)據(jù)struct Tnode *left;/ 定義結(jié)點左子指針 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)

5、int p ; /棧頂指針Stack,*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)

6、/ 棧判空if(pstack->p=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;void Inittnode(Pnode root,Pnode left,Pnode right,char data)/ 初始化結(jié)點 root->left=left;root->right = right;root->dat

7、a = data;void PreorderR(Pnode proot)/ 遞歸先序遍歷算法if(proot)printf("%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(P

8、node proot)/ 遞歸后序遍歷算法if(proot)PostorderR(proot->left);PostorderR(proot->right);printf("%2c",proot->data);void PreorderI(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸先序遍歷算法 Initstack(pstack);/ 初始化棧 while(proot|!Isempty(pstack)/ 如果?？詹⑶医Y(jié)點指針空，則結(jié)束循環(huán) if(proot)printf("%2c",proot->data);if

9、(Isfull(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;/ 指針指向左子elseif(Isempty(pstack)/ ?？諘r不能出棧printf(" ?？?，不能執(zhí)行出棧操作！ ");return;proot = Pop(pstack);/ 執(zhí)行出棧操作proot=proot->right;/ 指針指向右子void lnorderl(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸中序

10、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(Isfull(pstack)printf(" 棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！ ");return;Push(pstack,proot); 執(zhí)行入棧操作proot = proot->left;/ 指針指向左子elseif(Isempty(pstack)printf(" ?？?，不能執(zhí)行出棧操作！ ");return ;proot = Pop(pstack);/ 出棧printf("%2c"

11、,proot->data);/ 打印數(shù)據(jù)proot=proot->right;/ 指針指向右子void PostorderI(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸后續(xù)遍歷算法int flagsMAX;/ 定義標志位棧int p =-1;/ 初始化標志位棧int flag;/ 存放標志位Initstack(pstack);/ 初始化棧 while(proot|!Isempty(pstack)/ 循環(huán)結(jié)束條件 if(proot)if(Isfull(pstack)printf(" 棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！ ");return ;flags+p

12、 = 0;/ 標志位置 0，并入棧Push(pstack,proot); 結(jié)點入棧 proot=proot->left;/ 指針指向左子elseproot = Pop(pstack);/ 指針出棧flag = flagsp-;/ 相應(yīng)標志位出棧if(flag=0)/ 如果標志位為 0 表示右子還未訪問過flag =1;/將標志位置 1，右子已訪問flags+p = flag;/ 標志位入棧Push(pstack,proot); 結(jié)點入棧proot = proot->right;/ 指針指向右子elseprintf("%2c",proot->data);/

13、打印數(shù)據(jù)proot = NULL;/ 將結(jié)點指針置空void main ()Tnode A,B,C,D,E,F,G;/ 聲明結(jié)點變量Stack stack;/聲明棧Inittnode(&A,&B,&C,'A');/ 初始化結(jié)點 Inittnode(&B,NULL,&D,'B');Inittnode(&C,&E,&F,'C');Inittnode(&D,NULL,NULL,'D');Inittnode(&E,NULL,NULL,'E');

14、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("= 下面是遍歷結(jié)果 =n"); printf("= 遞歸先序遍歷： =n"); PreorderR(&A);printf("n");printf("= 非

15、遞歸先序遍歷： =n"); PreorderI(&A,&stack);printf("n");printf("= 遞歸中序遍歷： =n"); InorderR(&A);printf("n");printf("= 非遞歸中序遍歷： =n"); InorderI(&A,&stack);printf("n");printf("= 遞歸后序遍歷： =n"); PostorderR(&A);printf("n"

16、;);printf("= 非遞歸后序遍歷： =n"); PostorderI(&A,&stack);printf("n");五、遇到的問題及解決辦法 這部分我主要遇到如下兩個問題，其內(nèi)容和解決方法如下所列： 執(zhí)行程序時程序停止運行，其效果如圖：解決方法：看到程序停止運行，推測可能的原因：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。首先對結(jié)構(gòu)體進行了檢查，各個成員聲明正常無誤，在 對程序進行調(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，因此對調(diào)用的自定義函數(shù)進行相應(yīng)的改動， 將參數(shù)由具體類型改為指針類 型后，程序正

17、常運行。程序不停的輸出同一個結(jié)點的數(shù)據(jù)，其效果入圖：DDDODLDDDDDDDDCDDDDDDDDDDDDDDODEDDDDDDDDCnDDDDBDODEDDDDDDDEBBD珈DDDDDDDDDDDODD *IDDDDDDrDDDDTEDDDDDDDDOEDDDDDDDDrDTiDDDDDCDrDDDDDDDDrDDDDDTCDDDDDDDDOEEDDDOD DODDDIlDDDDDDDDCDDDDDDDDDDDDDDDmDLDIWDDDDCnDDDDDEmDDIWDDOECDrDDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDDDDEDDDDDDDDDDDDDDDDDMFHTDDDDDDDITDD

18、DDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDJDDDDDDDJDmDDl®DOljlJDDDDDDUlXJLiBDi)DiJDUl'lJDDDJDJUlJDBDDDDD£llDDDD)LJDlJlJDDBDDJDLlJLiDDDDJLJUDlJDDDJDJDD hDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDDDDDDDDD 師 DDDDDDDDDDDDMDDDDDEDDDDDDDDDDDDJDODD ” DJDODDDDDDIWDCDDDDDODODDDDDDDODDDDDDJDDDCDDEDDDDDIXDDDDDDCIDDDDDDDDODDDDDD

19、DDDD joJDCDDDDDDIWDCDDDDDCDtBDDDDDDOnDDDBDDDnDCDDDDDDDDDCDDDDDDODCDDDDDODDDDDDDDDOnD pi®DDDCDDDDDDDECDDDDDDDDDDDDDDODDDDDDDDDECDDDDDDDDElDDDDDDDK)DDDDDDDDDCDDDDX)DD tDDDODrDDnDDDDDIlDBDnDnDDnrDDDOmnrDDDDDDDEIinDDDDBDODnDDnDDDnnirinDDDDDnPDDromnDI)D3XDCEDDDDDDDDDDDDDDXDDDDDJ>DDDDDDDDDDDELDDDD

20、DXDDDDDDDDDDDDDDDDD®DCDDD3I>DDD pDODDDrDDDDDOODCDDDDUDDDDDDDDDDDDWDBDBDDDCDDDDDBDDDDDDDDDDDIXDDDDDDDDDBDDDiDBDDDr； pDDDDDDDEDDDOliDDDDDDDDDCDDDDDDDDDimDDDDDDDDDDDDDDDinDDDDimXDDDD 血 DDnDDDDDDUJD 叵 DD0DC'LrPDD3DDDEEDDDDDDD0rPDDDD3ErTiriDDD3DrrrDDDDDDGDrDEDDDDDCEDI)DDDDDCriDDD3D3ErED0DDDLDDDDDDE'EEDDD)DDDOrDDEDDDODL!DHDDDDDCDDDDD)DjDCDDDDDDDCEDDDDDDDOLiDDDBDODD bDODCmDDDDDDnffiDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDCDDDDDDDCnCDDDDDDDDCDDDDDDDnDIinDDDDnDD DDDDLlLLiDDJDJDEEDDDBDDDOLUDDDDDJElDLiDDDJDLlJL