廣東工業(yè)大學數(shù)據(jù)結構二叉樹課程設計報告

1、-. z數(shù)據(jù)構造實驗報告題目：二叉樹抽象數(shù)據(jù)類型學 院計算機學院專 業(yè)計算機科學與技術 年級班別學 號學生指導教師成 績 _2021年6月一實驗概要實驗工程名稱: 二叉樹抽象數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)實驗工程性質: 設計性實驗所屬課程名稱: 數(shù)據(jù)構造實驗方案學時: 6二.實驗目的了解二叉樹的定義以及各項根本操作。實現(xiàn)二叉樹存儲、遍歷及其他根本功能三. 實驗儀器設備和材料 硬件：PC機 軟件：Visual C+ 6.0四實驗的容1.二叉樹類型定義以及各根本操作的簡要描述；ADT BinaryTree 數(shù)據(jù)對象D:D是具有一樣特性的數(shù)據(jù)元素的集合.數(shù)據(jù)關系R:假設D=，則R=,稱BinaryTree為空二叉樹

2、；假設D，則R=H，H是如下二元關系：在D中存在惟一的稱為根的數(shù)據(jù)元素root，它在關系H下無前驅；假設D-root，則存在D-root=D1,Dr，且D1Dr=；假設D1，則D1中存在惟一的元素*1，H，且存在Dr上的關系HrH；H=，H1,Hr；D1，H1是一棵符合本定義的二叉樹，稱為根的左子樹，是一棵符合本定義的二叉樹，稱為根的右子樹。根本操作P:InitBiTree(&T);操作結果：構造空二叉樹T。DestroyBiTree(&T);初始條件：二叉樹T存在。操作結果：銷毀二叉樹T。CreateBiTree(&T,definition);初始條件：definition給出二叉樹T的定義

3、。操作結果：按definition構造二叉樹T。ClearBiTree(&T);初始條件：二叉樹T存在。操作結果：將二叉樹T清為空樹。BiTreeEmpty(T);初始條件：二叉樹T存在。操作結果：假設T為空二叉樹，則返回TURE,否則FALSE。BiTreeDepth(T);初始條件：二叉樹T存在。操作結果：返回T的深度。Root(T);初始條件：二叉樹T存在。操作結果：返回T的根。Value(T,e);初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。操作結果：返回e的值。Assign(T,&e,value); 初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。 操作結果：結點e賦值為value。Pa

4、rent(T,e); 初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。操作結果：假設e是T的非跟結點，則返回它的雙親，否則返回“空。LeftChild(T,e);初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。操作結果：返回e的左孩子。假設e無左孩子，則返回“空。RightChild(T,e);初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。操作結果：返回e的右孩子。假設e無右孩子，則返回“空。LeftSibling(T,e);初始條件：二叉樹T存在，e是T中的*個結點。操作結果：返回e的左兄弟。假設e無左孩子或無左兄弟，則返回“空。RightSibling(T,e); 初始條件：二叉樹T存在，e是T中的

5、*個結點。操作結果：返回e的右兄弟。假設e無右孩子或無右兄弟，則返回“空。ADT BinaryTree2.存儲構造：采用無頭結點的鏈式存儲構造實現(xiàn)3.源代碼：頭文件及存儲構造:*include*include*define TURE 1*define FALSE 0*define OK 1*define ERROR 0*define OVERFLOW 0*define MA*QSIZE 100 /最大隊列長度typedef char TElemType; typedef struct BiTNode /二叉樹構造體TElemType data;struct BiTNode *lchild,*r

6、child;BiTNode,*BiTree;typedef BiTree QElemType;typedef struct QNode QElemType data; struct QNode *ne*t; QNode, *QueuePtr; /結點構造體typedef struct QueuePtr front; QueuePtr rear; LinkQueue; /鏈隊列構造體 算法設計：int InitQueue(LinkQueue &Q) /構造空隊列 Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode);if(!Q.front) /存儲分

7、配失敗 e*it(OVERFLOW); Q.front-ne*t = NULL;return OK; int EnQueue(LinkQueue &Q, QElemType e) /新元素入隊尾 QueuePtr p; p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode); if(!p) /存儲分配失敗 e*it (OVERFLOW); p-data = e; p-ne*t = NULL; Q.rear-ne*t = p; Q.rear = p; return OK; int DeQueue(LinkQueue &Q, QElemType &e) /刪除隊頭元素 QueuePt

8、r p; if(Q.front = Q.rear) /隊列為空隊 return ERROR; p = Q.front-ne*t; e = p-data; Q.front-ne*t = p-ne*t; if(Q.rear = p) /判斷刪除隊頭元素后，隊列是否為空隊 Q.rear = Q.front; free(p); return OK; int QueueEmpty(LinkQueue Q) /判斷隊列是否為空隊 if (Q.front = Q.rear)return TURE;elsereturn FALSE;int InitBiTree(BiTree &T) / 構造空二叉樹 T =

9、NULL;return OK;int DestroyTree(BiTree &T) /銷毀二叉樹if(!T)return ERROR;elseDestroyTree(T-lchild);DestroyTree(T-rchild);free(T);T=NULL;return OK;void CreateBiTree(BiTree &T) /用先序遍歷的方式構建二叉樹,以表示空結點。 TElemType ch;scanf(%c,&ch);if(ch=)T=NULL;elseif(!(T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode)e*it(OVERFLOW); /分配存儲空間失敗T

10、-data=ch;CreateBiTree(T-lchild); /構造左子樹CreateBiTree(T-rchild); /構造右子樹int ClearBiTree(BiTree &T) /清空二叉樹函數(shù)if(!T)return ERROR;elseClearBiTree(T-lchild);ClearBiTree(T-rchild);free(T);T=NULL;return OK;int BiTreeEmpty(BiTree T) /判斷二叉樹是否為空if(!T)return TURE;elsereturn FALSE;int BiTreeDepth(BiTree T) /計算二叉樹深

11、度int lcd,rcd;if(!T)return 0;lcd=BiTreeDepth(T-lchild);rcd=BiTreeDepth(T-rchild);return (lcdrcd?lcd:rcd)+1);TElemType Root(BiTree T) /判斷二叉樹是否空，假設非空返回其根if(BiTreeEmpty(T)return NULL;elsereturn (T-data);TElemType Value(BiTree T,BiTree e) /返回e結點的值return e-data;int Assign(BiTree T,BiTree &e,TElemType valu

12、e) / 將value的值給結點ee-data=value;return OK;TElemType Parent(BiTree T,TElemType e)/返回雙親LinkQueue q;QElemType a;if(T)InitQueue(q);EnQueue(q,T);/樹根入隊列while(!QueueEmpty(q)/隊不空DeQueue (q, a);/出隊，隊列元素賦給aif(a-lchild&a-lchild-data=e|a-rchild&a-rchild-data=e) /找到ereturn a-data; /返回雙親的值elseif(a-lchild)EnQueue(q,

13、a-lchild);/入隊列左孩子if(a-rchild)EnQueue(q,a-rchild);/入隊列右孩子return NULL;BiTree Point(BiTree T,TElemType s)/返回二叉樹T中指向元素值為S的結點指針LinkQueue q;QElemType a;if(T)InitQueue(q);EnQueue(q,T);while(!QueueEmpty(q)DeQueue(q,a);if(a-data=s)return a;if(a-lchild)EnQueue(q,a-lchild);if(a-rchild)EnQueue(q,a-rchild);retur

14、n NULL;TElemType LeftChild(BiTree T,TElemType e)/返回e的左孩子 BiTree a; if(T) a=Point(T,e);/a是指向結點e的指針 if(a&a-lchild)return a-lchild-data;return NULL;TElemType RightChild(BiTree T,TElemType e) /返回e的右孩子BiTree a;if(T)if(a=Point(T,e)&a-rchild)return a-rchild-data; return NULL;TElemType LeftSibling(BiTree T,

15、TElemType e) /返回左兄弟TElemType a;BiTree p;if(T)a=Parent(T,e);/a為e的雙親if(a!=NULL)p=Point(T,a);/p指向結點a的指針if(p-lchild&p-rchild&p-rchild-data=e)/p存在左右孩子而且右孩子是ereturn p-lchild-data;return NULL;TElemType RightSibling(BiTree T,TElemType e) /返回右兄弟TElemType a;BiTree p;if(T)a=Parent(T,e);/a為e的雙親if(a!=NULL)p=Poin

16、t(T,a);/p指向結點a的指針if(p-lchild&p-rchild&p-lchild-data=e)/p存在左右孩子而且左孩子是ereturn p-rchild-data;return NULL;int InsertChild(BiTree T,BiTree p,int LR,BiTree c) /根據(jù)LR為0或者1，插入C為T中P所指結點的左或者右子樹，/P所指的結點原有左或右子樹則成為C的右子樹if(p)if(LR=0) /把二叉樹C插入p所指結點的左子樹c-rchild=p-lchild;p-lchild=c;elsec-rchild=p-rchild;p-rchild=c;re

17、turn OK;return ERROR;int DeleteChild(BiTree T,BiTree p,int LR)if(p)if(LR=0)ClearBiTree(p-lchild);elseClearBiTree(p-rchild);return OK;return ERROR;void visit(TElemType e) /二叉樹結點函數(shù)printf(%c,e);int PreOrderTraverse(BiTree T,void(*visit)(TElemType) /先序遍歷二叉樹if(T)visit(T-data);PreOrderTraverse(T-lchild,vi

18、sit);PreOrderTraverse(T-rchild,visit);return OK;return ERROR;int InOrderTraverse(BiTree T,void(*visit)(TElemType) /中序遍歷二叉樹if(T)InOrderTraverse(T-lchild,visit);visit(T-data);InOrderTraverse(T-rchild,visit);return OK;return ERROR;int PostOrderTraverse(BiTree T,void(*visit)(TElemType) /后序遍歷二叉樹if(T) Pos

19、tOrderTraverse(T-lchild,visit);PostOrderTraverse(T-rchild,visit);visit(T-data);return OK; return ERROR;int LevelOrderTraverse(BiTree T,void(*visit)(TElemType)/層序遍歷二叉樹LinkQueue q;QElemType a;if(T)InitQueue(q);/初始化隊列EnQueue(q,T);/根指針入隊while(!QueueEmpty(q)DeQueue(q,a);/出隊元素，賦給avisit(a-data);/a所指結點if(a-

20、lchild!=NULL)EnQueue(q,a-lchild);if(a-rchild!=NULL)EnQueue(q,a-rchild);return OK;return ERROR;主函數(shù)：int main()int i,j,LR;TElemType value,a,temp;BiTree p,C;printf(歡送使用本二叉樹程序，請按回車鍵繼續(xù).n);getchar();printf(正在構造空二叉樹，請稍候.);printf(n);BiTree T;InitBiTree(T);if(BiTreeEmpty(T)printf(構造空二叉樹成功！n);elseprintf(構造空二叉樹

21、失?。);printf(請按先序遍歷順序輸入二叉樹各結點的值！空結點用表示！n);CreateBiTree(T);printf(n);getchar();printf(請選擇接下來的操作:輸入“1為查看二叉樹深度，輸入“2為查看二叉樹根節(jié)點.n);scanf(%d,&i);if(i=1)printf(此二叉樹的深度為：%dnn,BiTreeDepth(T);if(i=2)printf(此二叉樹的根節(jié)點為：%cnn,Root(T);printf(請選擇遍歷該二叉樹的順序：輸入“1為先序遍歷，輸入“2為中序遍歷，輸入“3為后序遍歷，輸入“4為層序遍歷.n);scanf(%d,&i);getcha

22、r();printf(n);if(i=1)j=PreOrderTraverse(T,visit);printf(n);if(j=0)printf(該二叉樹為空樹，請重新運行程序！n);if(i=2)j=InOrderTraverse(T,visit);printf(n);if(j=0)printf(該二叉樹為空樹，請重新運行程序！n);if(i=3)j=PostOrderTraverse(T,visit);printf(n);if(j=0)printf(該二叉樹為空樹，請重新運行程序！n);if(i=4)j=LevelOrderTraverse(T,visit);printf(n);if(j=

23、0)printf(該二叉樹為空樹，請重新運行程序！n);printf(n請輸入需要替換的結點：n);scanf(%c,&a);getchar();p=Point(T,a);printf(請輸入需要代入的結點值：n);scanf(%c,&value);getchar();Assign(T,p,value);printf(賦值之后該結點的值為：%cnn,p-data);printf(請輸入“1求該結點的雙親結點，輸入“2求該結點的左孩子，輸入“3求該結點的右孩子，輸入“4求該結點的左兄弟，輸入“5求該結點的右兄弟.nn);scanf(%d,&i);getchar();switch(i)case 1

24、:if(Parent(T,value)=NULL)printf(該結點沒有雙親結點。n);elseprintf(該結點的雙親結點為：%cnn,Parent(T,value);break;case 2:if(LeftChild(T,value)=NULL)printf(該結點沒有左孩子結點。n);elseprintf(該結點的左孩子結點為：%cnn,LeftChild(T,value);break;case 3:if(RightChild(T,value)=NULL)printf(該結點沒有右孩子結點。n);elseprintf(該結點的右孩子結點為：%cnn,RightChild(T,valu

25、e);break;case 4:if(LeftSibling(T,value)=NULL)printf(該結點沒有左兄弟。n);elseprintf(該結點的左兄弟為：%cnn,LeftSibling(T,value);break;case 5:if(RightSibling(T,value)=NULL)printf(該結點沒有右兄弟。n);elseprintf(該結點的右兄弟為：%cnn,RightSibling(T,value);break;printf(n現(xiàn)在進展結點插入子樹，請按照先序遍歷的順序輸入二叉樹C，注意該二叉樹沒有右子樹！n);InitBiTree(C);CreateBiTr

26、ee(C);getchar();printf(n請輸入您需要插入子樹的結點：n);scanf(%c,&a);getchar();p=Point(T,a);printf(n輸入0示插入C為%c結點的左子樹而該結點原來的左子樹變?yōu)閏的右子樹.,a);printf(n輸入1示插入C為%c結點的右子樹而該結點原來的左子樹變?yōu)閏的右子樹,請選擇.n,a);scanf(%d, &LR);getchar();j= InsertChild(T, p, LR, C);if(j=0)printf(插入失??！n);elseprintf(插入成功！該新二叉樹的先序遍歷為：);PreOrderTraverse(T, visit);printf(nn進展刪除操作，請輸入需要刪除左子樹或者右子樹的結點：);scanf(%c,&a);getchar();p=Point(T,a);printf(n輸入 0 表示刪除%c結點的左子樹， 1 表示刪除%c結點的右子樹，請選擇.n,a);scanf(%d, &LR);getchar();j = DeleteChild(T, p, LR);if(j=0)printf(刪除失??！n);elseprintf(刪除成功！該