一、定义两个个结构体
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
///////////////////////////////////////////////
// 二叉树的数据结构。
typedef struct BiTNode
{
char data; // 存放结点的数据元素。
struct BiTNode *lchild; // 指向左子结点地址的指针。
struct BiTNode *rchild; // 指向右子结点地址的指针。
}BiTNode,*BiTree;
///////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////
// 队列的数据结构。
#define MAXSIZE 30 // 循环队列的最大长度,最多可以存放MAXSIZE-1个元素。
typedef BiTree ElemType; // 自定义队列的数据元素为二叉树。
typedef struct
{
ElemType data[MAXSIZE]; // 用数组存储循环队列中的元素。
int front; // 队列的头指针。
int rear; // 队列的尾指针,指向队尾的下一个元素。
}SeqQueue,*PSeqQueue;
///////////////////////////////////////////////
int main()
{
return 0;
}
二、声明树指针变量
int main()
{
BiTree TT=0; // 声明树指针变量。
/*
// 手工构造一个如下结构的二叉树。
1
/ \
2 3
/ \ /
4 5 6
/ \ / \
7 8 9 0
*/
return 0;
}
三、分配节点
int main()
{
BiTree TT=0; // 声明树指针变量。
// 分配根节点。
TT=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->data='1';
TT->lchild=TT->rchild=0;
// 第二层第一个节点。
TT->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->data='2'; TT->lchild->lchild=TT->lchild->rchild=0;
// 第二层第二个节点。
TT->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->data='3'; TT->rchild->lchild=TT->rchild->rchild=0;
// 第三层第一个节点。
TT->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->data='4'; TT->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild=0;
// 第三层第二个节点。
TT->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->data='5'; TT->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild=0;
// 第三层第三个节点。
TT->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->lchild->data='6'; TT->rchild->lchild->lchild=TT->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第一个节点。
TT->lchild->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->lchild->data='7'; TT->lchild->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第二个节点。
TT->lchild->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->rchild->data='8'; TT->lchild->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild->rchild=0;
// 第四层第三个节点。
TT->lchild->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->lchild->data='9'; TT->lchild->rchild->lchild->lchild=TT->lchild->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第四个节点。
TT->lchild->rchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->rchild->data='0'; TT->lchild->rchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild->rchild=0;
return 0;
}
四、创建一个队列
int main()
{
BiTree TT=0; // 声明树指针变量。
// 分配根节点。
TT=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->data='1';
TT->lchild=TT->rchild=0;
// 第二层第一个节点。
TT->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->data='2'; TT->lchild->lchild=TT->lchild->rchild=0;
// 第二层第二个节点。
TT->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->data='3'; TT->rchild->lchild=TT->rchild->rchild=0;
// 第三层第一个节点。
TT->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->data='4'; TT->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild=0;
// 第三层第二个节点。
TT->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->data='5'; TT->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild=0;
// 第三层第三个节点。
TT->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->lchild->data='6'; TT->rchild->lchild->lchild=TT->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第一个节点。
TT->lchild->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->lchild->data='7'; TT->lchild->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第二个节点。
TT->lchild->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->rchild->data='8'; TT->lchild->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild->rchild=0;
// 第四层第三个节点。
TT->lchild->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->lchild->data='9'; TT->lchild->rchild->lchild->lchild=TT->lchild->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第四个节点。
TT->lchild->rchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->rchild->data='0'; TT->lchild->rchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild->rchild=0;
return 0;
}
五、定义一个函数初始化队列
void LevelOrder(BiTree TT)
{
SeqQueue QQ; // 创建循环队列。
InitQueue(&QQ); // 初始化循环队列。
}
// 初始化循环队列
void InitQueue(PSeqQueue QQ)
{
Clear(QQ); // 清空循环队列。
}
// 清空循环队列。
void Clear(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return; // 检查空指针。
QQ->front=QQ->rear=0;
memset(QQ->data,0,sizeof(ElemType)*MAXSIZE); // 数组元素清零。
}
六、将根节点入队
// 判断循环队列是否已满,返回值:1-已满,0-未满或失败。
int IsFull(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return 0; // 检查空指针。
if ( ((QQ->rear+1)%MAXSIZE) == QQ->front) return 1;
return 0;
}
// 元素入队,返回值:0-失败;1-成功。
int InQueue(PSeqQueue QQ, ElemType *ee)
{
if ( (QQ == NULL) || (ee == NULL) ) return 0; // 检查空指针。
if (IsFull(QQ) == 1)
{
printf("循环队列已满,不能插入。\n"); return 0;
}
memcpy(&QQ->data[QQ->rear],ee,sizeof(ElemType)); // 用数组的下标访问。
// memcpy(QQ->data+QQ->rear,ee,sizeof(ElemType)); // 采用指针运算也可以。
QQ->rear=(QQ->rear+1)%MAXSIZE; // 队尾指针后移。
return 1;
}
void LevelOrder(BiTree TT)
{
SeqQueue QQ; // 创建循环队列。
InitQueue(&QQ); // 初始化循环队列。
ElemType ee=TT; // 队列的元素是二叉树。
InQueue(&QQ,&ee); // 把根结点当成队列的元素入队。
}
int main()
{
BiTree TT=0; // 声明树指针变量。
// 分配根节点。
TT=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->data='1';
TT->lchild=TT->rchild=0;
// 第二层第一个节点。
TT->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->data='2'; TT->lchild->lchild=TT->lchild->rchild=0;
// 第二层第二个节点。
TT->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->data='3'; TT->rchild->lchild=TT->rchild->rchild=0;
// 第三层第一个节点。
TT->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->data='4'; TT->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild=0;
// 第三层第二个节点。
TT->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->data='5'; TT->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild=0;
// 第三层第三个节点。
TT->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->lchild->data='6'; TT->rchild->lchild->lchild=TT->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第一个节点。
TT->lchild->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->lchild->data='7'; TT->lchild->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第二个节点。
TT->lchild->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->rchild->data='8'; TT->lchild->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild->rchild=0;
// 第四层第三个节点。
TT->lchild->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->lchild->data='9'; TT->lchild->rchild->lchild->lchild=TT->lchild->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第四个节点。
TT->lchild->rchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->rchild->data='0'; TT->lchild->rchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild->rchild=0;
// 二叉树层次遍历。
printf("层次遍历结果:"); LevelOrder(TT); printf("\n");
return 0;
}
七、循环队列出队(出队的时候将子节点入队)
// 访问出队元素。
void visit(BiTNode *pp)
{
printf("%c ",pp->data); // 访问出队元素就是把值输出来,意思一下就行了。
}
// 二叉树层次遍历。
void LevelOrder(BiTree TT)
{
SeqQueue QQ; // 创建循环队列。
InitQueue(&QQ); // 初始化循环队列。
ElemType ee=TT; // 队列的元素是二叉树。
InQueue(&QQ,&ee); // 把根结点当成队列的元素入队。
while (IsEmpty(&QQ)!=1) // 队列不为空。
{
OutQueue(&QQ,&ee); // 队头元素出队。
visit(ee); // 访问出队元素。
if (ee->lchild != NULL) InQueue(&QQ,&ee->lchild); // 如果出队元素有左结点,左结点入队。
if (ee->rchild != NULL) InQueue(&QQ,&ee->rchild); // 如果出队元素有右结点,右结点入队。
}
}
八、完整代码
/*
* 程序名:btree1.c,此程序演示二叉树的层次遍历。
* 作者:C语言技术网(www.freecplus.net) 日期:20200202
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
///////////////////////////////////////////////
// 二叉树的数据结构。
typedef struct BiTNode
{
char data; // 存放结点的数据元素。
struct BiTNode *lchild; // 指向左子结点地址的指针。
struct BiTNode *rchild; // 指向右子结点地址的指针。
}BiTNode,*BiTree;
///////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////
// 队列的数据结构。
#define MAXSIZE 30 // 循环队列的最大长度,最多可以存放MAXSIZE-1个元素。
typedef BiTree ElemType; // 自定义队列的数据元素为二叉树。
typedef struct
{
ElemType data[MAXSIZE]; // 用数组存储循环队列中的元素。
int front; // 队列的头指针。
int rear; // 队列的尾指针,指向队尾的下一个元素。
}SeqQueue,*PSeqQueue;
///////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////
// 队列操作的函数。
// 循环队列QQ的初始化操作。
void InitQueue(PSeqQueue QQ);
// 元素入队,返回值:0-失败;1-成功。
int InQueue(PSeqQueue QQ, ElemType *ee);
// 元素出队,返回值:0-失败;1-成功。
int OutQueue(PSeqQueue QQ, ElemType *ee);
// 求循环队列的长度,返回值:>=0-队列QQ元素的个数。
int Length(PSeqQueue QQ);
// 清空循环队列。
void Clear(PSeqQueue QQ);
// 判断循环队列是否为空,返回值:1-空,0-非空或失败。
int IsEmpty(PSeqQueue QQ);
// 判断循环队列是否已满,返回值:1-已满,0-未满或失败。
int IsFull(PSeqQueue QQ);
///////////////////////////////////////////////
// 二叉树的层次遍历。
void LevelOrder(BiTree TT);
int main()
{
BiTree TT=0; // 声明树指针变量。
/*
// 手工构造一个如下结构的二叉树。
1
/ \
2 3
/ \ /
4 5 6
/ \ / \
7 8 9 0
*/
// 分配根节点。
TT=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->data='1';
TT->lchild=TT->rchild=0;
// 第二层第一个节点。
TT->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->data='2'; TT->lchild->lchild=TT->lchild->rchild=0;
// 第二层第二个节点。
TT->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->data='3'; TT->rchild->lchild=TT->rchild->rchild=0;
// 第三层第一个节点。
TT->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->data='4'; TT->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild=0;
// 第三层第二个节点。
TT->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->data='5'; TT->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild=0;
// 第三层第三个节点。
TT->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->rchild->lchild->data='6'; TT->rchild->lchild->lchild=TT->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第一个节点。
TT->lchild->lchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->lchild->data='7'; TT->lchild->lchild->lchild->lchild=TT->lchild->lchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第二个节点。
TT->lchild->lchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->lchild->rchild->data='8'; TT->lchild->lchild->rchild->lchild=TT->lchild->lchild->rchild->rchild=0;
// 第四层第三个节点。
TT->lchild->rchild->lchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->lchild->data='9'; TT->lchild->rchild->lchild->lchild=TT->lchild->rchild->lchild->rchild=0;
// 第四层第四个节点。
TT->lchild->rchild->rchild=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
TT->lchild->rchild->rchild->data='0'; TT->lchild->rchild->rchild->lchild=TT->lchild->rchild->rchild->rchild=0;
// 二叉树层次遍历。
printf("层次遍历结果:"); LevelOrder(TT); printf("\n");
return 0;
}
// 访问出队元素。
void visit(BiTNode *pp)
{
printf("%c ",pp->data); // 访问出队元素就是把值输出来,意思一下就行了。
}
// 二叉树层次遍历。
void LevelOrder(BiTree TT)
{
SeqQueue QQ; // 创建循环队列。
InitQueue(&QQ); // 初始化循环队列。
ElemType ee=TT; // 队列的元素是二叉树。
InQueue(&QQ,&ee); // 把根结点当成队列的元素入队。
while (IsEmpty(&QQ)!=1) // 队列不为空。
{
OutQueue(&QQ,&ee); // 队头元素出队。
visit(ee); // 访问出队元素。
if (ee->lchild != NULL) InQueue(&QQ,&ee->lchild); // 如果出队元素有左结点,左结点入队。
if (ee->rchild != NULL) InQueue(&QQ,&ee->rchild); // 如果出队元素有右结点,右结点入队。
}
}
// 初始化循环队列
void InitQueue(PSeqQueue QQ)
{
Clear(QQ); // 清空循环队列。
}
// 清空循环队列。
void Clear(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return; // 检查空指针。
QQ->front=QQ->rear=0;
memset(QQ->data,0,sizeof(ElemType)*MAXSIZE); // 数组元素清零。
}
// 求循环队列的长度,返回值:>=0-队列QQ元素的个数。
int Length(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return 0; // 检查空指针。
return (QQ->rear-QQ->front+MAXSIZE)%MAXSIZE;
}
// 判断循环队列是否为空,返回值:1-空,0-非空或失败。
int IsEmpty(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return 0; // 检查空指针。
if (QQ->front == QQ->rear) return 1;
return 0;
}
// 判断循环队列是否已满,返回值:1-已满,0-未满或失败。
int IsFull(PSeqQueue QQ)
{
if (QQ == NULL) return 0; // 检查空指针。
if ( ((QQ->rear+1)%MAXSIZE) == QQ->front) return 1;
return 0;
}
// 元素入队,返回值:0-失败;1-成功。
int InQueue(PSeqQueue QQ, ElemType *ee)
{
if ( (QQ == NULL) || (ee == NULL) ) return 0; // 检查空指针。
if (IsFull(QQ) == 1)
{
printf("循环队列已满,不能插入。\n"); return 0;
}
memcpy(&QQ->data[QQ->rear],ee,sizeof(ElemType)); // 用数组的下标访问。
// memcpy(QQ->data+QQ->rear,ee,sizeof(ElemType)); // 采用指针运算也可以。
QQ->rear=(QQ->rear+1)%MAXSIZE; // 队尾指针后移。
return 1;
}
// 元素出队,返回值:0-失败;1-成功。
int OutQueue(PSeqQueue QQ, ElemType *ee)
{
if ( (QQ == NULL) || (ee == NULL) ) return 0; // 检查空指针。
if (IsEmpty(QQ) == 1) { printf("队列为空。\n"); return 0; }
memcpy(ee,&QQ->data[QQ->front],sizeof(ElemType)); // 用数组的下标访问。
// memcpy(ee,QQ->data+QQ->front,sizeof(ElemType)); // 采用指针运算也可以。
QQ->front=(QQ->front+1)%MAXSIZE; // 队列头指针后移。
return 1;
}