二叉树相关操作（C语言）

放一个自己很久之前学习数据结构的时候写的一些二叉树相关的代码。

花了快有三个星期，当时写层次遍历是真的想了很久，然后调试bug又改了很久，不过最后还是做出来了。

//二叉树 

# include<stdio.h>
# include<stdlib.h>

typedef char TElemType;

typedef struct BiTNode{ //二叉链表结构定义 
    TElemType date;
    struct BiTNode * lchild, * rchild;
}BiTNode, * BiTree;

typedef struct QNode{ //队列结构定义 
    BiTree node;
    struct QNode * next;
}QNode, * Queue;

typedef struct{
    Queue front;
    Queue rear;
}LinkQ;

void CreateBinTree(BiTree &T)//建立一颗二叉树 （先序序列创建） 
{
    char ch;
    scanf("%c", &ch);
    if (ch=='#')  T = NULL;       //递归结束，建空树 
    else
    { 
        T=new BiTNode;
        T->date = ch;            //生成根结点 
        CreateBinTree(T->lchild);  //递归创建左子树
        CreateBinTree(T->rchild); //递归创建右子树 
    }
}

int BinTreeEmpty(BiTree T)//判断一棵二叉树是否为空树。
{
    if(T) return 1;
    else return 0;
}

void PreOrderTraverse(BiTree T)//先序遍历二叉树T，并输出节点序列。
{
    if(T)
    {
        printf("%c", T->date);
        PreOrderTraverse(T->lchild);
        PreOrderTraverse(T->rchild);
    }
}

void InOrderTraverse(BiTree T)//中序遍历二叉树T，并输出节点序列。
{
    if(T)
    {
        InOrderTraverse(T->lchild);
        printf("%c", T->date);
        InOrderTraverse(T->rchild);
    }
}

void PostOrderTraverse(BiTree T)//后序遍历二叉树T，并输出节点序列。
{
    if(T)
    {
        PostOrderTraverse(T->lchild);
        PostOrderTraverse(T->rchild);
        printf("%c", T->date);
    }
}

void enter(BiTree T, LinkQ &q)//入队列 
{
    if(T == NULL)
        return;
        
    Queue p = new QNode;//创建新节点 
    if(!p)
    {
        printf("队列节点建立失败\n");
        return;
    }
    p->node = T;
    q.rear->next = p;
    p->next = NULL;
    q.rear = p;
}

void delqueue(LinkQ &q)//出队
{
    Queue p = q.front->next;//保存要删除的头结点
    q.front->next = q.front->next->next;
    free(p);
} 

void LevelOrderTraverse(BiTree T)//层次遍历二叉树T，并输出节点序列。
{
   if (T == NULL)
        return;
        
//    BiTree tp = T;//树的工作指针 
    LinkQ lq; //队列的头尾指针 
    lq.front = lq.rear = new QNode;//队列初始化 
    if(!lq.front)
    {
        printf("队列初始化失败\n"); 
        return; 
    }

    enter(T, lq);//将树的根节点压入队列 
    while(lq.front != lq.rear && lq.front->next)
    {
        printf("%c", lq.front->next->node->date);
//        tp = lq.front->next->node;
        if(lq.front->next->node->lchild)
            enter(lq.front->next->node->lchild, lq);
        if(lq.front->next->node->rchild)
            enter(lq.front->next->node->rchild, lq);
        delqueue(lq);
    }
    printf("\n");
} 

BiTree Value(BiTree T,TElemType e)//查找值为e的节点，并返回该节点的地址。
{
    if((!T) || T->date == e) return T;
    
    BiTree p = Value(T->lchild, e);
    if(p) return p;
    
    BiTree q = Value(T->rchild, e);
    if(q) return q;
    
    return NULL; 
}

int BinTreeDepth(BiTree T)//返回二叉树的深度。
{
    int m,n;
    if(T == NULL) return 0; 
    else
    { 
        m = BinTreeDepth(T->lchild );
        n = BinTreeDepth(T->rchild );
        if(m > n) return m+1;
        else return n+1;
    }
}

BiTree Parent(BiTree T,char e)//查找二叉树T中值为e的节点的双亲，若e为根节点，操作失败。
{
    if (!T) return NULL;
    if (T->lchild && T->lchild->date == e || T->rchild && T->rchild->date == e) return T;
    
    BiTree p = Parent(T->lchild, e);
    if(p) return p;
    
    BiTree q = Parent(T->rchild, e);
    if(q) return q;
    
    return NULL;
}

BiTree LeftChild(BiTree T, TElemType e)//查找二叉树T中值为e的节点的左孩子，若e没有左孩子，则操作失败。
{
    BiTree p = Value(T, e);
    if(p)
    {
        printf("值为%c的节点找到\n", e);
        return p->lchild; 
    }
    else
    {
        printf("值为%c的节点未找到\n", e);
        return NULL;
    }
}

BiTree RightChild(BiTree T, TElemType e)//查找二叉树T中值为e的节点的右孩子，若e没有右孩子，则操作失败。
{
    BiTree p = Value(T, e);
    if(p)
    {
        printf("值为%c的节点找到\n", e);
        return p->rchild; 
    }
    else
    {
        printf("值为%c的节点未找到\n", e);
        return NULL;
    }
}

int CountNode(BiTree T)//计算二叉树中节点的个数。
{
    if(T == NULL)      //如果是空树返回 0 
        return 0;
    return CountNode(T->lchild) + CountNode(T->rchild) + 1;
}

int Leaf(BiTree T)//计算二叉树中叶子节点的个数。
{
    if(T == NULL)      //如果是空树返回 0 
        return 0;
    if (T->lchild == NULL && T->rchild == NULL) 
          return 1; //如果是叶子结点返回 1 
    return Leaf(T->lchild) + Leaf(T->rchild); 
}

int OneChild(BiTree T)//计算二叉树中度为1的节点个数。
{
    if(T == NULL) return 0;
    if(T->lchild != NULL && T->rchild == NULL || T->lchild == NULL && T->rchild != NULL)
        return OneChild(T->lchild) + OneChild(T->rchild) + 1;
    return OneChild(T->lchild) + OneChild(T->rchild);
} 

void menu_print(void)
{
    printf("二叉树基本操作\n");
    printf("------------------------------------------------\n"); 
    printf("输入1  建立一颗二叉树。\n");
    printf("输入2  判断一棵二叉树是否为空树。\n");
    printf("输入3  先序遍历二叉树\n");
    printf("输入4  中序遍历二叉树\n");
    printf("输入5  后序遍历二叉树\n");
    printf("输入6  层次遍历二叉树\n");
    printf("输入7  查找值为e的节点，并返回该节点的地址。\n");
    printf("输入8  返回二叉树的深度\n");
    printf("输入9  查找二叉树T中值为e的节点的双亲\n");
    printf("输入10 查找二叉树T中值为e的节点的左孩子\n");
    printf("输入11 查找二叉树T中值为e的节点的右孩子\n");
    printf("输入12 计算二叉树中节点的个数\n");
    printf("输入13 计算二叉树中叶子节点的个数\n");
    printf("输入14 计算二叉树中度为1的节点个数\n");
    printf("请输入操作项 \n");
}
int main(void)
{
    BiTree T;
    int i, mark = 1;//i为判断二叉树执行语句，mark为是否继续执行 
    char e;//查找值 
    BiTree p;//二叉树工作指针 
    do
    {
        system("cls");
        menu_print();
        scanf("%d", &i);
        getchar();//吸收回车 
        switch (i)
        {
        case 1: 
            printf("请输入树的先序结果，用#表示空\n");
            CreateBinTree(T);//建立一颗二叉树 （先序序列创建）
            break;
        case  2: 
            if(BinTreeEmpty(T))//判断一棵二叉树是否为空树。
                printf("不是一颗空树\n");
            else
                printf("是一颗空树\n");
            break;
        case  3: 
            printf("先序遍历结果是：");
            PreOrderTraverse(T);//先序遍历
            printf("\n");
            break;
        case  4: 
            printf("中序遍历结果是：");
            InOrderTraverse(T);//中序遍历 
            printf("\n");
            break;
        case  5: 
            printf("后序遍历结果是：");
            PostOrderTraverse(T);//后序遍历 
            printf("\n");
            break;
        case  6: 
            printf("层次遍历结果是：");
            LevelOrderTraverse(T);//层次遍历 
            printf("\n");
            break;
        case  7: 
            printf("请输入要查找的结点的值：");
            e = getchar(); 
            p = Value(T,e);//查找值为e的节点
            if(p)
                printf("找到值为%c的节点为%o\n", p->date, p);
            else
                printf("未找到值为%c的节点\n", e);
            break;
        case  8: 
            printf("二叉树的深度为：%d\n", BinTreeDepth(T));//返回二叉树的深度
            break;
        case  9: 
            char a;
            printf("请输入要查找的结点的值：");
            a = getchar();
            p = Parent(T, a);//查找二叉树T中值为e的节点的双亲
            if(p)
                printf("找到值为%c的节点的双亲，其值为%c\n", a, p->date);
            else
                printf("未找到该节点的");
            break;
        case 10: 
            printf("请输入要查找的结点的值：");
            e = getchar(); 
            p = LeftChild(T,e);//查找二叉树T中值为e的节点的左孩子
            if(p)
                printf("找到值为%c的节点的左孩子，其值为%c\n", e, p->date);
            else
                printf("未找到该节点的左孩子\n");
            break;
        case 11: 
            printf("请输入要查找的结点的值：");
            e = getchar(); 
            p = RightChild(T,e);//查找二叉树T中值为e的节点的右孩子
            if(p)
                printf("找到值为%c的节点的右孩子，其值为%c\n", e, p->date);
            else
                printf("未找到该节点的右孩子\n");
            break;
        case 12: 
            printf("二叉树的节点的个数为%d\n", CountNode(T));//计算二叉树中节点的个数
            break;
        case 13: 
            printf("二叉树的叶子节点的个数为%d\n", Leaf(T));//计算二叉树中叶子节点的个数
            break;
        case 14: 
            printf("二叉树中度为1的节点个数为%d\n", OneChild(T));//计算二叉树中度为1的节点个数
            break;
        default: 
            printf("输入错误\n");
            break;
        }
        
        printf("输入0结束，或任意其他数字继续\n");
        scanf("%d", &mark);
        getchar();//吸收字符 
    } while(mark);
    
    return 0;
}