#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACK_MAX_SIZE 30
#define QUEUE_MAX_SIZE 30
#ifndef elemType
typedef char elemType ;
#endif
/************************************************************************/
/* 以下是关于二叉树操作的11个简单算法 */
/************************************************************************/
struct BTreeNode{
elemType data ;
struct BTreeNode *left ;
struct BTreeNode *right ;
};
/* 1.初始化二叉树 */
void initBTree(struct BTreeNode* *bt)
{
*bt = NULL ;
return ;
}
/* 2.建立二叉树(根据a所指向的二叉树广义表字符串建立) */
void createBTree(struct BTreeNode* *bt, char *a)
{
struct BTreeNode *p;
struct BTreeNode *s[STACK_MAX_SIZE];/* 定义s数组为存储根结点指针的栈使用 */
int top = -1; /* 定义top作为s栈的栈顶指针，初值为-1,表示空栈 */
int k ; /* 用k作为处理结点的左子树和右子树，k = 1处理左子树，k = 2处理右子树 */
int i = 0 ; /* 用i扫描数组a中存储的二叉树广义表字符串，初值为0 */
*bt = NULL ; /* 把树根指针置为空，即从空树开始建立二叉树 */
/* 每循环一次处理一个字符，直到扫描到字符串结束符\0为止 */
while(a[i] != '\0')
{
switch(a[i])
{
case ' ':
break; /* 对空格不作任何处理 */
case '(':
if( top == STACK_MAX_SIZE - 1 )
{
printf("栈空间太小！\n") ;
exit(1) ;
}
top++ ;
s[top] = p ;
k = 1 ;
break;
case ')':
if(top == -1){
printf("二叉树广义表字符串错误!\n");
exit(1);
}
top-- ;
break ;
case ',':
k = 2;
break;
default:
p = new 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++ ; /* 为扫描下一个字符修改i值 */
}
return;
}
/* 3.检查二叉树是否为空，为空则返回1,否则返回0 */
int emptyBTree(struct BTreeNode *bt)
{
if(bt == NULL){
return 1;
}
else{
return 0;
}
}
/* 4.求二叉树深度 */
int BTreeDepth(struct BTreeNode *bt)
{
if(bt == NULL){
return 0; /* 对于空树，返回0结束递归 */
}
else{
int dep1 = BTreeDepth(bt->left); /* 计算左子树的深度 */
int dep2 = BTreeDepth(bt->right); /* 计算右子树的深度 */
if(dep1 > dep2){
return dep1 + 1;
}
else{
return dep2 + 1;
}
}
}
/* 5.从二叉树中查找值为x的结点，若存在则返回元素存储位置，否则返回空值 */
elemType *findBTree(struct BTreeNode *bt, elemType x)
{
if(bt == NULL){
return NULL;
}
else{
if(bt->data == x){
return &(bt->data);
}
else{ /* 分别向左右子树递归查找 */
elemType *p ;
if(p = findBTree(bt->left, x)){
return p ;
}
if(p = findBTree(bt->right, x)){
return p ;
}
return NULL ;
}
}
}
/* 6.输出二叉树(前序遍历) */
void printBTree(struct BTreeNode *bt)
{
/* 树为空时结束递归，否则执行如下操作 */
if(bt != NULL)
{
printf("%c ", bt->data); /* 输出根结点的值 */
if(bt->left != NULL || bt->right != NULL)
{
printf("(") ;
printBTree(bt->left) ;
if(bt->right != NULL)
{
printf(",") ;
}
printBTree(bt->right) ;
printf(")");
}
}
return;
}
/* 7.清除二叉树，使之变为一棵空树 */
void clearBTree(struct BTreeNode* *bt)
{
if(*bt != NULL){
clearBTree(&((*bt)->left)) ;
clearBTree(&((*bt)->right)) ;
free(*bt) ;
*bt = NULL ;
}
return ;
}
/* 8.前序遍历 */
void preOrder(struct BTreeNode *bt)
{
if(bt != NULL){
printf("%c ", bt->data) ; /* 访问根结点 */
preOrder(bt->left) ; /* 前序遍历左子树 */
preOrder(bt->right) ; /* 前序遍历右子树 */
}
return ;
}
/* 9.中序遍历 */
void inOrder(struct BTreeNode *bt)
{
if(bt != NULL){
inOrder(bt->left); /* 中序遍历左子树 */
printf("%c ", bt->data); /* 访问根结点 */
inOrder(bt->right); /* 中序遍历右子树 */
}
return;
}
/* 10.后序遍历 */
void postOrder(struct BTreeNode *bt)
{
if(bt != NULL){
postOrder(bt->left); /* 后序遍历左子树 */
postOrder(bt->right); /* 后序遍历右子树 */
printf("%c ", bt->data); /* 访问根结点 */
}
return;
}
/* 11.按层遍历 */
void levelOrder(struct BTreeNode *bt)
{
struct BTreeNode *p;
struct BTreeNode *q[QUEUE_MAX_SIZE];
int front = 0, rear = 0;
/* 将树根指针进队 */
if(bt != NULL){
rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;
q[rear] = bt;
}
while(front != rear){ /* 队列非空 */
front = (front + 1) % QUEUE_MAX_SIZE; /* 使队首指针指向队首元素 */
p = q[front];
printf("%c ", p->data);
/* 若结点存在左孩子，则左孩子结点指针进队 */
if(p->left != NULL){
rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;
q[rear] = p->left;
}
/* 若结点存在右孩子，则右孩子结点指针进队 */
if(p->right != NULL){
rear = (rear + 1) % QUEUE_MAX_SIZE;
q[rear] = p->right;
}
}
return;
}
/************************************************************************/
int main(int argc, char *argv[])
{
struct BTreeNode *bt ; /* 指向二叉树根结点的指针 */
char *b ; /* 用于存入二叉树广义表的字符串 */
elemType x, *px ;
initBTree(&bt) ;
printf("输入二叉树广义表的字符串：\n") ;
/* scanf("%s", b); */
b = "a(b(c), d(e(f, g), h(, i)))" ; //////其中不在括号中的字符表示 的是根节点括号中的分别是左右儿子
createBTree(&bt, b) ;
if(bt != NULL)
printf(" %c ", bt->data) ;
printf("以广义表的形式输出：\n") ;
printBTree(bt); /* 以广义表的形式输出二叉树 */
printf("\n");
printf("前序："); /* 前序遍历 */
preOrder(bt);
printf("\n");
printf("中序："); /* 中序遍历 */
inOrder(bt);
printf("\n");
printf("后序："); /* 后序遍历 */
postOrder(bt);
printf("\n");
printf("按层："); /* 按层遍历 */
levelOrder(bt);
printf("\n");
/* 从二叉树中查找一个元素结点 */
printf("输入一个待查找的字符：\n");
scanf(" %c", &x); /* 格式串中的空格跳过空白字符 */
px = findBTree(bt, x);
if(px){
printf("查找成功：%c\n", *px);
}else{
printf("查找失败！\n");
}
printf("二叉树的深度为：");
printf("%d\n", BTreeDepth(bt));
clearBTree(&bt);
return 0;
}
