二叉樹_C語言實現(上)

原文： http://www.longtengwang.com/Article/soft/C/sfa/200702/5229.html

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define STACK_MAX_SIZE 30

#define QUEUE_MAX_SIZE 30

#ifndef elemType

 typedef char elemType;

#endif
/************************************************************************/
/*                      以下是關於二叉樹操作的11個簡單演算法               */
/************************************************************************/ 

struct BTreeNode{

 elemType data;

 struct BTreeNode *left;

 struct BTreeNode *right;

};

/* 1.初始化二叉樹 */

void initBTree(struct BTreeNode* *bt)

{

 *bt = NULL;

 return;

}

/* 2.建立二叉樹(根據a所指向的二叉樹廣義表字串建立) */

void createBTree(struct BTreeNode* *bt, char *a)

{

 struct BTreeNode *p;

 struct BTreeNode *s[STACK_MAX_SIZE];/* 定義s數組為儲存根結點指標的棧使用 */

 int top = -1; /* 定義top作為s棧的棧頂指標，初值為-1,表示空棧 */

 int k; /* 用k作為處理結點的左子樹和右子樹，k = 1處理左子樹，k = 2處理右子樹 */

 int i = 0; /* 用i掃描數組a中儲存的二叉樹廣義表字串，初值為0 */

 *bt = NULL; /* 把樹根指標置為空白，即從空樹開始建立二叉樹 */
 /* 每迴圈一次處理一個字元，直到掃描到字串結束符\0為止 */

 while(a[i] != '\0'){

     switch(a[i]){

         case ' ':

    break;  /* 對空格不作任何處理 */

   case '(':

    if(top == STACK_MAX_SIZE - 1){

        printf("棧空間太小！\n");

     exit(1);

    }

    top++;

    s[top] = p;

    k = 1;

    break;

         case ')':

    if(top == -1){

        printf("二叉樹廣義表字串錯誤!\n");

     exit(1);

    }

    top--;

    break;

   case ',':

    k = 2;

    break;

   default:

    p = malloc(sizeof(struct BTreeNode));

    p->data = a[i];

    p->left = p->right = NULL;

    if(*bt == NULL){

     *bt = p;

    }else{

        if( k == 1){

            s[top]->left = p;

        }else{

            s[top]->right = p;

        }

    }

     }

  i++;  /* 為掃描下一個字元修改i值 */

 }

 return;

}

/* 3.檢查二叉樹是否為空白，為空白則返回1,否則返回0 */

int emptyBTree(struct BTreeNode *bt)

{

 if(bt == NULL){

     return 1;

 }else{

     return 0;

 }

}

/* 4.求二叉樹深度 */

int BTreeDepth(struct BTreeNode *bt)

{

 if(bt == NULL){

     return 0;  /* 對於空樹，返回0結束遞迴 */

 }else{

     int dep1 = BTreeDepth(bt->left);  /* 計算左子樹的深度 */

  int dep2 = BTreeDepth(bt->right);  /* 計算右子樹的深度 */

  if(dep1 > dep2){

      return dep1 + 1;

  }else{

      return dep2 + 1;

  }

 }

}

/* 5.從二叉樹中尋找值為x的結點，若存在則返回元素儲存位置，否則返回空值 */

elemType *findBTree(struct BTreeNode *bt, elemType x)

{

 if(bt == NULL){

     return NULL;

 }else{

     if(bt->data == x){

         return &(bt->data);

     }else{ /* 分別向左右子樹遞迴尋找 */

         elemType *p;

   if(p = findBTree(bt->left, x)){

       return p;

   }

   if(p = findBTree(bt->right, x)){

       return p;

   }

   return NULL;

     }

 }

}

/* 6.輸出二叉樹(前序走訪) */

void printBTree(struct BTreeNode *bt)

{
 /* 樹為空白時結束遞迴，否則執行如下操作 */

 if(bt != NULL){

     printf("%c", bt->data);  /* 輸出根結點的值 */ 

  if(bt->left != NULL || bt->right != NULL){

   printf("(");

   printBTree(bt->left);

   if(bt->right != NULL){

       printf(",");

   }

   printBTree(bt->right);

   printf(")");

  }   

 }

 return;

}

/* 7.清除二叉樹，使之變為一棵空樹 */

void clearBTree(struct BTreeNode* *bt)

{

 if(*bt != NULL){

     clearBTree(&((*bt)->left));

  clearBTree(&((*bt)->right));

  free(*bt);

  *bt = NULL;

 }

 return;

}

/* 8.前序走訪 */

void preOrder(struct BTreeNode *bt)

{

 if(bt != NULL){

     printf("%c ", bt->data);  /* 訪問根結點 */

  preOrder(bt->left);    /* 前序走訪左子樹 */

  preOrder(bt->right);   /* 前序走訪右子樹 */

 }

 return;

}

/* 9.前序走訪 */

void inOrder(struct BTreeNode *bt)

{

 if(bt != NULL){

  inOrder(bt->left);    /* 中序遍曆左子樹 */

     printf("%c ", bt->data);  /* 訪問根結點 */

  inOrder(bt->right);    /* 中序遍曆右子樹 */

 }

 return;

}

/* 10.後序遍曆 */

void postOrder(struct BTreeNode *bt)

{

 if(bt != NULL){

  postOrder(bt->left);   /* 後序遍曆左子樹 */

  postOrder(bt->right);   /* 後序遍曆右子樹 */

  printf("%c ", bt->data);  /* 訪問根結點 */

 }

 return;

}

/* 11.按層遍曆 */

void levelOrder(struct BTreeNode *bt)

{

 struct BTreeNode *p;

 struct BTreeNode *q[QUEUE_MAX_SIZE];

 int front = 0, rear = 0;
 /* 將樹根指標進隊 */

 if(bt != NULL){

     rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

  q[rear] = bt;

 }

 while(front != rear){  /* 隊列非空 */

     front = (front + 1) % QUEUE_MAX_SIZE; /* 使隊首指標指向隊首元素 */

  p = q[front];

  printf("%c ", p->data);
  /* 若結點存在左孩子，則左孩子結點指標進隊 */

  if(p->left != NULL){

      rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

   q[rear] = p->left;

  }
  /* 若結點存在右孩子，則右孩子結點指標進隊 */

  if(p->right != NULL){

      rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;

   q[rear] = p->right;

  }

 }

 return;

}

/************************************************************************/

int main(int argc, char *argv[])

{

 struct BTreeNode *bt; /* 指向二叉樹根結點的指標 */

 char *b;    /* 用於存入二叉樹廣義表的字串 */

 elemType x, *px;

 initBTree(&bt);

 printf("輸入二叉樹廣義表的字串：\n");

 /* scanf("%s", b); */

 b = "a(b(c), d(e(f, g), h(, i)))";

 createBTree(&bt, b);

 if(bt != NULL)

 printf(" %c ", bt->data);

 printf("以廣義表的形式輸出：\n");

 printBTree(bt);   /* 以廣義表的形式輸出二叉樹 */

 printf("\n");

 printf("前序：");  /* 前序走訪 */

 preOrder(bt);

 printf("\n");

 printf("中序：");  /* 中序遍曆 */

 inOrder(bt);

 printf("\n");

 printf("後序：");  /* 後序遍曆 */

 postOrder(bt);

 printf("\n");

 printf("按層：");  /* 按層遍曆 */

 levelOrder(bt);

 printf("\n");
 /* 從二叉樹中尋找一個元素結點 */

 printf("輸入一個待尋找的字元：\n");

 scanf(" %c", &x);  /* 格式串中的空格跳過空白字元 */

 px = findBTree(bt, x);

 if(px){

     printf("尋找成功：%c\n", *px);

 }else{

     printf("尋找失敗！\n");

 }

 printf("二叉樹的深度為：");

 printf("%d\n", BTreeDepth(bt));

 clearBTree(&bt);

 return 0;

}

下文接《二叉樹_C語言實現(下)》