数据结构之二叉树的基本操作

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
typedef struct node
{
    ElemType data;//数据类型
    struct node *lchild;//指向左孩子
    struct node *rchild;//指向右孩子
}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];
    }
}
BTNode *FindNode(BTNode *b,ElemType x)//返回data域为x的结点指针
{
    BTNode *p;
    if(b==NULL)
        return NULL;
    else if(b->data==x)
        return b;
    else
    {
        p=FindNode(b->lchild,x);
        if(p!=NULL)
            return p;
        else
            return FindNode(b->rchild,x);
    }
}

BTNode *LchildNode(BTNode *p)//返回*p结点的左孩子结点指针
{
    return p->lchild;
}

BTNode *RchildNode(BTNode *p)//返回*p结点的右孩子结点指针
{
    return p->rchild;
}

int BTNodeDepth(BTNode *b)//求二叉树b的深度
{
    int lchilddep,rchilddep;
    if(b==NULL)
        return (0);//空树的深度为0
    else
    {
        lchilddep=BTNodeDepth(b->lchild);
        rchilddep=BTNodeDepth(b->rchild);
        return(lchilddep>rchilddep)?(lchilddep+1):(rchilddep+1);
    }
}

void DispBTNode(BTNode *b)//以括号表示法输出二叉树
{
    if(b!=NULL)
    {
        printf(" %c",b->data);
        if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL)
        {
            printf("(");
            DispBTNode(b->lchild);
            if(b->rchild!=NULL) printf(",");
            DispBTNode(b->rchild);
            printf(")");
        }
    }
}

/*求二叉树的宽度*/

int BTWidth(BTNode * b)
{
    struct
    {
        int lno;
        BTNode *p;
    }Qu[MaxSize];
    int front=0,rear=0;
    int lnum,max,i,n;
    if(b!=NULL)
    {
        rear++;
        Qu[rear].p=b;
        Qu[rear].lno=1;
        while(rear!=front)
        {
            front++;
            b=Qu[front].p;
            lnum=Qu[front].lno;
            if(b->lchild!=NULL)
            {
                rear++;
                Qu[rear].p=b->lchild;
                 Qu[rear].lno=lnum+1;
            }
            if(b->rchild!=NULL)
            {
                rear++;
                Qu[rear].p=b->rchild;
                 Qu[rear].lno=lnum+1;
            }
        }
        max=0;
        lnum=1;
        i=1;
        while(i<=rear)
        {
            n=0;
            while(i<=rear&&Qu[i].lno==lnum)
            {
                n++;
                i++;
            }
            lnum=Qu[i].lno;
            if(n>max)
                max=n;
        }
        return max;
    }
    else
        return 0;
}


int Nodes(BTNode *b)//求二叉树b结点的个数
{
    int num1,num2;
    if(b==NULL)//空树的情况
        return 0;
    else if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)//为叶子结点的情况
        return 1;
    else//其他情况
    {
        num1=Nodes(b->lchild);
        num2=Nodes(b->rchild);
        return (num1+num2+1);//返回左右树结点树加1
    }
}

int LeafNodes(BTNode *b)//求二叉树b叶子结点个数
{
    int num1,num2;
    if(b==NULL)//空树的情况
        return 0;
    else if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)//为叶子结点的情况
        return 1;
    else//其他情况
    {
        num1=LeafNodes(b->lchild);
        num2=LeafNodes(b->rchild);
        return (num1+num2);//返回左右子树叶子结点树
    }
}

void DestroyBTNode(BTNode *&b)
{
    if(b!=NULL)
    {
        DestroyBTNode(b->lchild);
        DestroyBTNode(b->rchild);
        free(b);
    }
}

//===============================================================
//先序递归遍历
void PreOrder(BTNode *b)
{
    if(b)
    {
        printf(" %c ",b->data);
        PreOrder(b->lchild);
        PreOrder(b->rchild);
    }
}

//中序递归遍历
void InOrder(BTNode *b)
{
    if(b)
    {
        InOrder(b->lchild);
        printf(" %c ",b->data);
        InOrder(b->rchild);
    }
}

//后序递归遍历
void PostOrder(BTNode *b)
{
    if(b)
    {
        PostOrder(b->lchild);
        PostOrder(b->rchild);
        printf(" %c ",b->data);
    }
}
//================================================================
void DispLeaf(BTNode * b)//输出叶子节点
{
    if(b)
    {
        if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)
            printf(" %c ",b->data);
        else
        {                                                                                                                                                                                                                                                
            DispLeaf(b->lchild);
            DispLeaf(b->rchild);
        }
    }
}

void AllPath(BTNode *b,ElemType path[],int pathlen)
{
    int i;
    if(b)
    {
        if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)
        {
            printf(" %c到根节点逆路径：%c ",b->data,b->data);
            for(i=pathlen-1;i>=0;i--)
                printf(" %c ",path[i]);
            printf("\n");
        }
        else
        {                                                                                                                                                                                                                                                
            path[pathlen]=b->data;
            pathlen++;
            AllPath(b->lchild,path,pathlen);
            AllPath(b->rchild,path,pathlen);
            pathlen--;
        }

    }
}

void menu()
{
    printf("---------------------------------------------------\n");
    printf("(1)输出二叉树\n");
    printf("(2)H结点\n");
    printf("(3)二叉树b的深度\n");
    printf("(4)二叉树b的宽度\n");
    printf("(5)二叉树b的结点个数\n");
    printf("(6)二叉树b的叶子结点个数\n");
    printf("(7)二叉树b的叶子节点\n");
    printf("(8)二叉树三种遍历\n");
    printf("(9)AllPath \n");
    printf("(0)按其他键退出！\n");
    printf("---------------------------------------------------\n");
    
}





int main()
{
    BTNode *b,*p,*lp,*rp;
    ElemType path[MaxSize];
    CreateBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,M(,N))))),C(F,G(,I)))");
    while(1){
    menu();
    int n;
    printf("请输入您的选项：");
    scanf("%d",&n);
    switch(n)
    {
    case 1:
        printf("(1)输出二叉树:");
        DispBTNode(b);
        printf("\n");
        break;
    case 2:
         printf("(2)H结点:");
         p=FindNode(b,'H');
        if(p!=NULL)
        {
        lp=LchildNode(p);
        if(lp!=NULL)
            printf("左孩子为%c",lp->data);
        else
            printf("无左孩子");
        rp=RchildNode(p);
        if(rp!=NULL)
            printf(" 右孩子为%c",rp->data);
        else
            printf(" 无右孩子");
        }
            printf("\n");
    break;
    case 3:
        printf("(3)二叉树b的深度:%d\n",BTNodeDepth(b));    break;
    case 4:
        printf("(4)二叉树b的宽度:%d\n",BTWidth(b));    break;
    case 5:
        printf("(5)二叉树b的结点个数:%d\n",Nodes(b));    break;
    case 6:
        printf("(6)二叉树b的叶子结点个数:%d\n",LeafNodes(b));    break;
    case 7:
        printf("(7)二叉树b的叶子结点：");
        DispLeaf(b);printf("\n");    break;
    case 8:
        printf("(8)二叉树三种遍历：");
        printf("二叉树先序递归遍历：\n");
           PreOrder(b);printf("\n");
           printf("二叉树中序递归遍历：\n");
           InOrder(b);printf("\n");
           printf("二叉树后序递归遍历：\n");
           PostOrder(b);printf("\n");    break;
    case 9:
        printf("(9)AllPath: \n ");
        AllPath(b,path,0);
    default:
            printf("Bye~\n");
            exit(1);
    }
    }
    printf("释放二叉树b\n");
    DestroyBTNode(b);
    return 0;
}