#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
using namespace std;
#define MaxSize 100
#define MaxWidth 40
typedef char ElemType;
typedef struct Node2
{
char data;//数据域
struct Node2*lchild,*rchild;//左指针域，右指针域
}BTNode;
void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)//由str串创建二叉链
{
BTNode *St[MaxSize],*p=NULL;
int top=-1,k,j=0;
char ch;
b=NULL;//建立二叉链初始时为空
ch=str[j];
while(ch!='\0')//str未扫描完时循环
{
switch(ch)
{
case'(':top++;St[top]=p;k=1;break;//为左结点
case')':top--;break;
case',':k=2;break;//为右结点
default:p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
p->data=ch;
p->lchild=p->rchild=NULL;
if(b==NULL)//p指向二叉树的根结点
b=p;
else//已建立二叉树根结点
{
switch(k)
{
case 1:St[top]->lchild=p;break;
case 2:St[top]->rchild=p;break;
}
}
}
j++;
ch=str[j];
}
}
void createbitree(BTNode *&T)//先序产生二叉树
{
char ch;
scanf("%c",&ch);
if(ch==' ')T=NULL;
else
{
T=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
T->data=ch;
createbitree(T->lchild);
createbitree(T->rchild);
}
}
BTNode *CreateBT1(char *pre,char *in,int n)//由先序和中序遍历序列构造二叉树
{
BTNode *s;
char *p;
int k;
if(n<=0)return NULL;
s=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));//创建二叉树结点*s
s->data=*pre;
for(p=in;p<in+n;p++)//在中序序列中找等于*pre的位置k
if(*p==*pre)
break;
k=p-in;
s->lchild=CreateBT1(pre+1,in,k);
s->rchild=CreateBT1(pre+k+1,p+1,n-k-1);
return s;
}
BTNode *CreateBT2(char *post,char *in,int n,int m)//由中序和后序遍历序列构造二叉树
{
BTNode *s;
char *p,*q,*maxp;
int maxpost,maxin,k;
if(n<=0)return NULL;
maxpost=-1;
for(p=in;p<in+n;p++)//求in的全部字符中在post最右边的那个字符
for(q=post;q<post+m;q++)//在in中用maxp指向这个字符，用maxin标志它在in中的下标
if(*p==*q)
{
k=q-post;
if(k>maxpost)
{
maxpost=k;
maxp=p;
maxin=p-in;
}
}
s=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));//创建二叉树结点*s
s->data=post[maxpost];
s->lchild=CreateBT2(post,in,maxin,m);
s->rchild=CreateBT2(post,maxp+1,n-maxin-1,m);
return s;
}
void DispLeaf(BTNode *b)
//输出一颗给二叉树放入所有叶子结点
{
if(b!=NULL)
{
if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)
printf("%c",b->data);
else
{
DispLeaf(b->lchild);
DispLeaf(b->rchild);
}
}
}
BTNode*InsertLeftNode(BTNode *p,char x)//左结点插入
{
BTNode *s,*t;
if(p==NULL)
return NULL;
t=p->lchild;
s=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
s->data=x;
s->lchild=t;
s->rchild=NULL;
p->lchild=s;
return p->lchild;
}
BTNode*InsertRightNode(BTNode *p,char x)//右结点插入
{
BTNode *s,*t;
if(p==NULL)
return NULL;
t=p->rchild;
s=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
s->data=x;
s->rchild=t;
s->lchild=NULL;
p->rchild=s;
return p->rchild;
}
BTNode *DleteLeaftTree(BTNode *p)//删除左结点
{
BTNode *q;
if(p==NULL||p->lchild==NULL)
return NULL;
q=p->lchild;
p->lchild=NULL;
free(q);
q=NULL;
return p;
}
BTNode *DleteRightTree(BTNode *p)//删除右结点
{
BTNode *q;
if(p==NULL||p->rchild==NULL)
return NULL;
q=p->rchild;
p->rchild=NULL;
free(q);
q=NULL;
return p;
}
BTNode *SearchNode(BTNode *b,char x)//查找结点
{
BTNode *p;
if(b==NULL)
return NULL;
else if (b->data==x) return b;
else
{
p=SearchNode(b->lchild,x);
if(p!=NULL)
return p;
else
return SearchNode(b->rchild,x);
}
}
BTNode *lchildNode(BTNode *p)//查找左子树结点
{
return p->lchild;
}
BTNode *RchildNode(BTNode *p)//查找右子树结点
{
return p->rchild;
}
int BiTreeDepth(BTNode *b)//求高度
{
int lchilddep,rchilddep;
if(b==NULL)return 0;
else
{
lchilddep=BiTreeDepth(b->lchild);
rchilddep=BiTreeDepth(b->rchild);
return (lchilddep>rchilddep)?(lchilddep+1):(rchilddep+1);
}
}
void DispBiTree(BTNode *b)//输出二叉树
{
if(b!=NULL)
{
printf("%c",b->data);
if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL)
{
printf("(");
DispBiTree(b->lchild);
if(b->rchild!=NULL)
{
printf(",");
DispBiTree(b->rchild);
}
printf(")");
}
}
}
void DispBTNode1(BTNode *b)//以凹入表示法输出一颗二叉树
{
BTNode *St[MaxSize],*p;
int level[MaxSize][2],top=-1,n,i,width=4;
char type;
if(b!=NULL)
{
top++;
St[top]=b;//根结点入栈
level[top][0]=width;
level[top][1]=2;//2表示是根
while(top>-1)
{
p=St[top];//退桟并凹入显示该结点值
n=level[top][0];
switch(level[top][1])
{
case 0:type='L';break;//左结点之后输出(L)
case 1:type='R';break;//右结点之后输出(R)
case 2:type='B';break;//根结点之后输出(B)
}
for(i=1;i<=n;i++)//其中n为显示场宽，字符以右对齐显示
printf(" ");
printf("%c(%c)",p->data,type);
for(i=n+1;i<=MaxWidth;i+=2)
printf("--");
printf("\n");
top--;
if(p->rchild!=NULL)
{
top++;//将右子树根结点入栈
St[top]=p->rchild;
level[top][0]=n+width;//显示场宽增width
level[top][1]=1;//1表示是右子树
}
if(p->lchild!=NULL)
{
top++;//将左子树根结点入栈
St[top]=p->lchild;
level[top][0]=n+width;//显示场宽增width
level[top][1]=0;//0表示是左子树
}
}
}
}
void PreOrder(BTNode *p)//先序遍历二叉树
{
if(p!=NULL)
{
printf("%c",p->data);
PreOrder(p->lchild);
PreOrder(p->rchild);
}
}
void PreOrder1(BTNode *b)//先序遍历的非递归算法
{
BTNode *St[MaxSize],*p;
int top=-1;
if(b!=NULL)
{
top++;//根结点入栈
St[top]=b;
while(top>-1)//桟不为空时循环
{
p=St[top];//退桟并访问该结点
top--;
printf(" %c ",p->data);
if(p->rchild!=NULL)//右孩子入桟
{
top++;
St[top]=p->rchild;
}
if(p->lchild!=NULL)//左孩子入桟
{
top++;
St[top]=p->lchild;
}
}
printf("\n");
}
}
void InOrder(BTNode *p)//中序遍历二叉树
{
if(p!=NULL)
{
InOrder(p->lchild);
printf("%c",p->data);
InOrder(p->rchild);
}
}
void InOrder1(BTNode *b)//中序遍历的非递归算法
{
BTNode *St[MaxSize],*p;
int top=-1;
if(b!=NULL)
{
p=b;
while(top>-1||p!=NULL)
{
while(p!=NULL)
{
top++;
St[top]=p;
p=p->lchild;
}
if(top>-1)
{
p=St[top];
top--;
printf(" %c ",p->data);
p=p->rchild;
}
}
printf("\n");
}
}
void PostOrder(BTNode *p)//后序遍历二叉树
{
if(p!=NULL)
{
PostOrder(p->lchild);
PostOrder(p->rchild);
printf("%c",p->data);
}
}
void PostOrder1(BTNode *b)//后序遍历的非递归算法
{
BTNode *St[MaxSize],*p;
int flag,top=-1;//桟指针初值
if(b!=NULL)
{
do
{
while(b!=NULL)//将b的所有左结点入桟
{
top++;
St[top]=b;
b=b->lchild;
}
p=NULL;//p指向当前结点的前一个访问的结点
flag=1;//设置b的访问标记为已访问过
while(top!=-1&&flag)
{
b=St[top];//取出当前的桟顶元素
if(b->rchild==p)//右子树不存在或已被访问,访问之
{
printf(" %c ",b->data);//访问*b结点
top--;
p=b;//p指向刚被访问的结点
}
else
{
b=b->rchild;//指向右子树
flag=0;//设置未被访问的标记
}
}
}while(top!=-1);
printf("\n");
}
}
void TravLevel(BTNode *b)//层次遍历
{
BTNode *Qu[MaxSize];//定义顺序循环队列
int front,rear;//定义队首和队尾指针
front=rear=0;//置队列为空队列
if(b!=NULL)
printf(" %c ",b->data);
rear++;//结点指针进入队列
Qu[rear]=b;
while(rear!=front)//队列不为空
{
front=(front+1)%MaxSize;
b=Qu[front];
if(b->lchild!=NULL)//队头出队列
{
printf(" %c ",b->lchild->data);//输出左孩子，并入队列
rear=(rear+1)%MaxSize;
Qu[rear]=b->lchild;
}
if(b->rchild!=NULL)//输出右孩子，并入队列
{
printf(" %c ",b->rchild->data);
rear=(rear+1)%MaxSize;
Qu[rear]=b->rchild;
}
}
printf("\n");
}
void InTongji(BTNode *t,int &m,int &n)//中序遍历的方法求叶子结点的个数
{
if(t!=NULL)
{
InTongji(t->lchild,m,n);
printf("%c",t->data);
m++;//结点计数
if((t->lchild==NULL)&&(t->rchild==NULL))
n++;//叶子结点计数
InTongji(t->rchild,m,n);
}
}
int CountLeaf(BTNode *T)//返回二叉树所有叶子结点个数
{
int m,n;
if(!T)return 0;
if(!T->lchild&&!T->rchild)return 1;
else
{
m=CountLeaf(T->lchild);
n=CountLeaf(T->rchild);
return m+n;
}
}
int Count(BTNode *T)//返回二叉树所有结点个数
{
int m,n;
if(!T)
return 0;
//if(!T->lchild&&!T->rchild)return 1;
else
{
m=Count(T->lchild);
n=Count(T->rchild);
return m+n+1;
}
}
BTNode *GetTreeNode(char item,BTNode*lptr,BTNode *rptr)
//其数据域为item,左指针域为lptr,右指针域为rptr
{
BTNode *T;
T=new BTNode;
T->data=item;
T->lchild=lptr;
T->rchild=rptr;
return T;
}
BTNode *CopyTree(BTNode *T)
{
BTNode *newlptr,*newrptr,*newT;
if(!T)return NULL;
if(T->lchild)
newlptr=CopyTree(T->lchild);//复制左子树
else
newlptr=NULL;
if(T->rchild)
newrptr=CopyTree(T->rchild);
else
newrptr=NULL;
newT=GetTreeNode(T->data,newlptr,newrptr);//复制右子树
return newT;
}
BTNode*DestoryTree(BTNode *&T)
{
if(T==NULL)return 0;
DestoryTree(T->lchild);
DestoryTree(T->rchild);
delete(T);
T=NULL;
return 0;
}
void output()
{
int i;
for(i=0;i<10;i++)
printf(" ");
for(i=0;i<32;i++)
printf("*");
printf("\n");
}
void mainpp()
{
int i;
output();
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("1.构建一颗二叉树");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("2.先序输出二叉树");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("3.中序输出二叉树");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("4.后序输出二叉树");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("5.层序输出二叉树");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("6.求二叉树的高度");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("7.输出二叉树叶结点");
for(i=0;i<8;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("8.以括号形式输出所有结点");
for(i=0;i<2;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("9.输出二叉树所有结点总数");
for(i=0;i<2;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("10.删除二叉树");
for(i=0;i<13;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("* ");
printf("0.退 出");
for(i=0;i<8;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
output();
}
int main()
{
int m=0,n=0,k=1,t;
BTNode*root=NULL;
mainpp();
t=0;
while(k)
{
printf("请选择0--10: ");
scanf("%d",&m);
getchar();
switch(m)
{
case 0:return 0;
case 1:printf("输入字符，构建二叉树:\n");createbitree(root);break;
case 2:printf("先序输出二叉树各结点:\n");
printf("递归算法:\n");PreOrder(root);printf("\n");
printf("非递归算法:\n");PreOrder1(root);printf("\n");break;
case 3:printf("中序输出二叉树各结点: ");
printf("递归算法:\n");InOrder(root);printf("\n");
printf("非递归算法:\n");InOrder1(root);printf("\n");break;
case 4:printf("后序输出二叉树各结点: ");
printf("递归算法:\n");PostOrder(root);printf("\n");
printf("非递归算法:\n");PostOrder1(root);printf("\n");break;
case 5:printf("层序输出二叉树各结点:\n");
TravLevel(root);printf("\n");break;
case 6:t=BiTreeDepth(root);printf("二叉树的高度=%3d\n",t);break;
case 7:printf("输出一颗给定二叉树的所有叶子结点:");
DispLeaf(root);
n=CountLeaf(root);printf("\n叶子结点总数: n=%3d\n",n);break;
case 8:printf("以嵌套形式输出所有结点:\n");
DispBiTree(root);
printf("\n");
break;
case 9:printf("输出二叉树所有结点总数%3d\n",Count(root));
break;
case 10:printf("删除二叉树结点");
DestoryTree(root);
break;
default:return 0;
}
printf("继续运行吗Y(1)/N(0): ");
scanf("%d",&k);
if(!k)return 0;
}
return 0;
}
