二叉树简单实现与基本操作(C语言)

文章目录[x]
  1. 1:二叉树定义
  2. 2:二叉树遍历输出
  3. 2.1:先序输出
  4. 2.2:中序输出
  5. 2.3:后序输出
  6. 2.4:输出叶子结点
  7. 2.5:计算叶子结点数目
  8. 3:建立二叉链表方式存储的二叉树
  9. 3.1:先序遍历建立二叉树
  10. 4:求树的深度
  11. 4.1:求树的深度(后序遍历)
  12. 4.2:求树的深度(先序遍历)

@TOC
今天自学下二叉树,简单实现一些基本操作,因为这一块内容很多而且比较难,所以可能会有所纰漏,望大佬多多指点。

二叉树

二叉树(Binary tree)是树形结构的一个重要类型。许多实际问题抽象出来的数据结构往往是二叉树形式,即使是一般的树也能简单地转换为二叉树,而且二叉树的存储结构及其算法都较为简单,因此二叉树显得特别重要。二叉树特点是每个结点最多只能有两棵子树,且有左右之分
二叉树是n个有限元素的集合,该集合或者为空、或者由一个称为根(root)的元素及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成,是有序树。当集合为空时,称该二叉树为空二叉树。在二叉树中,一个元素也称作一个结点。

基本操作

二叉树定义

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Node{
char data;
struct Node *Lchild;
struct Node *Rchild;
}BiTNode,*Bitree;

这里和链表非常相似,注意理解一级指针为内容的地址,二级指针为一级指针的地址。

二叉树遍历输出

二叉树遍历有三种
先序(DLR) 根 左树 右树 (前缀) 波兰式
中序(LDR)左树 根 右树 (中缀)算数表达式
后序(LRD)左树 右树 根 (后缀) 逆波兰式

先序输出

void PreOrder(Bitree T)//先序输出
{   if(T==NULL) return;
    printf("%c ",T->data);
     PreTree(T->Lchild);
     PreTree(T->Rchild);

}

注意此处用return,也可用不用return版本如

void PreOrder(Bitree T)
{   if(T!=NULL) 
{
    printf("%c ",T->data);
     PreTree(T->Lchild);
     PreTree(T->Rchild);
     }
}

这其中if用走完函数的方式来实现return到上一层

中序输出

void InOrder(Bitree T)
{   if(T==NULL) return;

     PreTree(T->Lchild);
      printf("%c ",T->data);
     PreTree(T->Rchild);

}

仅仅改变顺序即可

后序输出

 void PostOrder(Bitree T)
{   if(T==NULL) return;

     PreTree(T->Lchild);
     PreTree(T->Rchild);
     printf("%c ",T->data);

}

输出叶子结点

void PreOrder(Bitree T)
{   if(T==NULL) return;
    if(T->LChild==NULL&&T->RChild==NULL) printf("%c ",T->data);
     PreTree(T->Lchild);
     PreTree(T->Rchild);

}

计算叶子结点数目

int  PreOrderNUM(Bitree T)
{   int nleft =0,nright = 0;
    if(T==NULL) return 0;
    if(T->Lchild==NULL&&T->Rchild==NULL) return 1;
     if (T->Lchild){
            nleft = PreOrderNUM(T->Lchild);
            }
    if (T->Rchild){
     nright = PreOrderNUM(T->Rchild);
     }
     return nleft+nright;
}

加一句即可

建立二叉链表方式存储的二叉树

先序遍历建立二叉树

写法1(用二级指针)

这种感觉是把指针送进函数处理

void CreateBinTree(BiTNode **T)
{
    char ch;
    ch=getchar();
   if(ch=='.') *T=NULL;
     else{
            *T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
            (*T)->data=ch;
        CreateBinTree(&((*T)->Lchild));
        CreateBinTree(&((*T)->Rchild));
     }
}

注意此处难点为二级指针,是 CreateBinTree(&T);
小总结,线性表时传指针 要 加&,函数体申明中加*;
链表时传指针 不用 加&(因为定义时已经时指针有取过一次地址的意思),函数体申明中要加 *;
二叉树建立时传二级指针,所以加&(1+1),函数体申明中是**,而且在函数体内部一律用*T,除此之外二叉树操作都只要一级指针(与链表操作类似)即可。
也可用return 如

void CreateBinTree(BiTNode **T)
{
    char ch;
    ch=getchar();
   if(ch=='.'){ *T=NULL;return;}

            *T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
            (*T)->data=ch;
        CreateBinTree(&((*T)->Lchild));
        CreateBinTree(&((*T)->Rchild));

}

写法2(用一级指针)

这种感觉是把指针让函数处理(自己不进去)
用返回结点的方式。

Bitree CreateBinTree2()
{      BiTNode *T;//此种方式只需要一级指针就行了
    char ch;
    ch=getchar();
   if(ch=='.'){ return NULL;}//注意此处为return NULL

            T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
            T->data=ch;
       T->Lchild= CreateBinTree2();
       T->Rchild= CreateBinTree2();
        return T;//这里有很神奇的一点,就是我不加这话也可以?!
}
//主函数里这样写
//BiTNode *T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
//    T=CreateBinTree2();

错误写法

这样就不对,如果先把左右子树设为NULL,再给NULL赋值,最后会有乱码,所以不能这么写。

void createtree(BitNode **A)
{
    char e;
    (*A) = (BitNode *)malloc(sizeof(BitNode));
    (*A)->left = NULL;
    (*A)->right = NULL;
    scanf("%c", &e);
    if(e>='A'&&e<='Z')
    {
        (*A)->data = e;
        createtree(&((*A)->left));//给一个NULL的创建,会出现乱码
        createtree(&((*A)->right));
    }
}

目前主函数为

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Node{
char data;
struct Node *Lchild;
struct Node *Rchild;
}BiTNode,*Bitree;

void CreateBinTree(BiTNode **T)
{
    char ch;
    ch=getchar();
   if(ch=='.'){ *T=NULL;return;}

            *T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
            (*T)->data=ch;
        CreateBinTree(&((*T)->Lchild));
        CreateBinTree(&((*T)->Rchild));


}
Bitree CreateBinTree2()
{      BiTNode *T;
    char ch;
    ch=getchar();
   if(ch=='.'){ return NULL;}

            T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
            T->data=ch;
       T->Lchild= CreateBinTree2();
       T->Rchild= CreateBinTree2();

}

void PreTree(Bitree T)
{   if(T==NULL) return;
    printf("%c ",T->data);
     PreTree(T->Lchild);
     PreTree(T->Rchild);

}
int main()
{
    BiTNode *T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));

    CreateBinTree(&T);
    //T=CreateBinTree2(); //第二种创建方式
    PreTree(T);

    return 0;
}

运行结果为:(先序输入,先序输出)
在这里插入图片描述
树为
在这里插入图片描述

求树的深度

求树的深度(后序遍历)

int  PostTreeDepth(BiTNode *T)//求树的深度(后序遍历)
{
    int hl,hr,max;
    if(T!=NULL)
    {
        hl=PostTreeDepth(T->Lchild);
        hr=PostTreeDepth(T->Rchild);
        max=hl>hr?hl:hr;
        return (max+1);
    }
    else return 0;

}

求树的深度(先序遍历)

void PreTreeDepth(BiTNode *T,int h)//求树的深度(先序遍历)depth为全局变量
{
    if(bt!=NULL)
    {
        if(h>depth) depth=h;
        PreTreeDepth(T->Lchild,h+1);
        PreTreeDepth(T->Rchild,h+1);

    }
}

总结

今天简单实现二叉树一部分,下次实现非递归遍历,多多指教。

点赞

发表评论

昵称和uid可以选填一个,填邮箱必填(留言回复后将会发邮件给你)
tips:输入uid可以快速获得你的昵称和头像