数据结构程序设计实验二

  1 //二叉树的建立与遍历
  2 //[问题描述] 建立一棵二叉树，并对其进行遍历（先序、中序、后序），打印输出遍历结果。
  3 //[基本要求] 从键盘接受输入（先序），以二叉链表作为存储结构，建立二叉树（以先序来建立）
  4 //，并采用递归算法对其进行遍历（先序、中序、后序），将遍历结果打印输出。
  5 //[测试数据] ABCффDEфGффFффф（其中ф表示空格字符） 
  6 //则输出结果为 先序：ABCDEGF 中序：CBEGDFA 后序：CGEFDBA
  7 
  8 
  9 
 10 
 11 #include <stdio.h>
 12 #include <stdlib.h>
 13 
 14 // 定义二叉树的结点
 15 typedef struct TreeNode {
 16     char data;                 // 数据域，用于存储字符
 17     struct TreeNode* left;     // 左子树指针
 18     struct TreeNode* right;    // 右子树指针
 19 } TreeNode;
 20 
 21 // 创建一个新的树节点
 22 TreeNode* createNode(char data) {
 23     TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
 24     newNode->data = data;
 25     newNode->left = newNode->right = NULL;
 26     return newNode;
 27 }
 28 
 29 // 通过先序遍历字符串建立二叉树
 30 TreeNode* buildTree(const char** str) {
 31     // 如果当前字符是空格，则返回NULL，表示空树
 32     if (**str == ' ' || **str == '\0') {
 33         (*str)++;  // 向后移动指针
 34         return NULL;
 35     }
 36 
 37     // 创建当前节点
 38     TreeNode* root = createNode(**str);
 39     (*str)++;  // 向后移动指针
 40 
 41     // 递归建立左子树
 42     root->left = buildTree(str);
 43 
 44     // 递归建立右子树
 45     root->right = buildTree(str);
 46 
 47     return root;
 48 }
 49 
 50 // 先序遍历：根 -> 左 -> 右
 51 void preorderTraversal(TreeNode* root) {
 52     if (root == NULL) {
 53         return;
 54     }
 55     printf("%c", root->data); // 先访问根节点
 56     preorderTraversal(root->left); // 递归遍历左子树
 57     preorderTraversal(root->right); // 递归遍历右子树
 58 }
 59 
 60 // 中序遍历：左 -> 根 -> 右
 61 void inorderTraversal(TreeNode* root) {
 62     if (root == NULL) {
 63         return;
 64     }
 65     inorderTraversal(root->left); // 递归遍历左子树
 66     printf("%c", root->data); // 访问根节点
 67     inorderTraversal(root->right); // 递归遍历右子树
 68 }
 69 
 70 // 后序遍历：左 -> 右 -> 根
 71 void postorderTraversal(TreeNode* root) {
 72     if (root == NULL) {
 73         return;
 74     }
 75     postorderTraversal(root->left); // 递归遍历左子树
 76     postorderTraversal(root->right); // 递归遍历右子树
 77     printf("%c", root->data); // 访问根节点
 78 }
 79 
 80 // 释放二叉树的内存
 81 void freeTree(TreeNode* root) {
 82     if (root == NULL) {
 83         return;
 84     }
 85     freeTree(root->left);  // 释放左子树
 86     freeTree(root->right); // 释放右子树
 87     free(root);  // 释放当前节点
 88 }
 89 
 90 int main() {
 91     char input[100];
 92     printf("请输入先序遍历字符串（'ф'代表空字符，结束符为'\\0'）：");
 93     fgets(input, sizeof(input), stdin); // 读取输入
 94     const char* str = input;
 95 
 96     // 构建二叉树
 97     TreeNode* root = buildTree(&str);
 98 
 99     // 输出遍历结果
100     printf("先序遍历：");
101     preorderTraversal(root);
102     printf("\n");
103 
104     printf("中序遍历：");
105     inorderTraversal(root);
106     printf("\n");
107 
108     printf("后序遍历：");
109     postorderTraversal(root);
110     printf("\n");
111 
112     // 释放内存
113     freeTree(root);
114 
115     return 0;
116 }