实验五、二叉树操作及应用
一、 实验目的
掌握二叉树的定义、结构特征，以及各种存储结构的特点及使用范围，各种遍历算法。掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。掌握前序或中序的非递归遍历算法。
二、 实验要求
有如下二叉树：
程序代码给出了该二叉树的链式存储结构的建立、前序、中序、后序遍历的算法，同时也给出了查询“E”是否在二叉树里的代码。代码有三处错误，有标识，属于逻辑错误，对照书中的代码仔细分析后，请修改了在电脑里运行。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
typedef char DataType;
typedef struct Node
{
DataType data;/数据域/
struct Node *leftChild;/左子树指针/
struct Node *rightChild;/右子树指针/
}BiTreeNode;/结点的结构体定义/
/初始化创建二叉树的头结点/
void Initiate(BiTreeNode **root)
{
*root = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
(*root)->leftChild = NULL;
(*root)->rightChild = NULL;
}
void Destroy(BiTreeNode **root)
{
if((*root) != NULL && (*root)->leftChild != NULL)
Destroy(&(*root)->leftChild);
if((*root) != NULL && (*root)->rightChild != NULL)
Destroy(&(*root)->rightChild);
free(*root);
}
/若当前结点curr非空，在curr的左子树插入元素值为x的新结点/
/原curr所指结点的左子树成为新插入结点的左子树/
/若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针/
BiTreeNode *InsertLeftNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->leftChild;/保存原curr所指结点的左子树指针/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->leftChild = t;/新插入结点的左子树为原curr的左子树/
s->rightChild = NULL;
curr->leftChild = s;/新结点成为curr的左子树/
return curr->leftChild;/返回新插入结点的指针/
}
/若当前结点curr非空，在curr的右子树插入元素值为x的新结点/
/原curr所指结点的右子树成为新插入结点的右子树/
/若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针/
BiTreeNode *InsertRightNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->rightChild;/保存原curr所指结点的右子树指针/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->rightChild = t;/新插入结点的右子树为原curr的右子树/
s->leftChild = NULL;
curr->rightChild = s;/新结点成为curr的右子树/
return curr->rightChild;/返回新插入结点的指针/
}
void PreOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数前序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{//此小段有一处错误
visit(t->data);
PreOrder(t-> rightChild, visit);
PreOrder(t-> leftChild, visit);
}
}
void InOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数中序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{//此小段有一处错误
InOrder(t->leftChild, visit);
InOrder(t->rightChild, visit);
visit(t->data);
}
}
void PostOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数后序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{//此小段有一处错误
visit(t->data);
PostOrder(t->leftChild, visit);
PostOrder(t->rightChild, visit);
}
}
void Visit(DataType item)
{
printf("%c ", item);
}
BiTreeNode *Search(BiTreeNode *root, DataType x)//需找元素x是否在二叉树中
{
BiTreeNode *find=NULL;
if(root!=NULL)
{
if(root->data == x)
find=root;
else
{
find=Search(root->leftChild,x);
if(find==NULL)
find=Search(root->rightChild,x);
}
}
return find;
}
void main(void)
{
BiTreeNode *root, *p, *pp,*find;
char x=‘E’;
Initiate(&root);
p = InsertLeftNode(root, ‘A’);
p = InsertLeftNode(p, ‘B’);
p = InsertLeftNode(p, ‘D’);
p = InsertRightNode(p, ‘G’);
p = InsertRightNode(root->leftChild, ‘C’);
pp = p;
InsertLeftNode(p, ‘E’);
InsertRightNode(pp, ‘F’);
printf(“前序遍历：”);
PreOrder(root->leftChild, Visit);
printf("\n中序遍历：");
InOrder(root->leftChild, Visit);
printf("\n后序遍历：");
PostOrder(root->leftChild, Visit);
find=Search(root,x);
if(find!=NULL)
printf("\n数据元素%c在二叉树中 \n",x);
else
printf("\n数据元素%c不在二叉树中 \n",x);
Destroy(&root);
}
三、 实验任务：
1.改正程序错误。
2.编写二叉树的前序（或中序）的非递归遍历算法并进行测试。
#include
using namespace std;
stack<BiTreeNode*> s;
BiTreeNode *p;
s.push§;
s.top();
s.pop();
s.empty()_
3.完成实验报告的撰写。
代码如下
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
typedef char DataType;
typedef struct Node
{
DataType data;/*数据域*/
struct Node *leftChild;/*左子树指针*/
struct Node *rightChild;/*右子树指针*/
} BiTreeNode; /*结点的结构体定义*/
/*初始化创建二叉树的头结点*/
void Initiate(BiTreeNode **root)
{
*root = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
(*root)->leftChild = NULL;
(*root)->rightChild = NULL;
}
void Destroy(BiTreeNode **root)
{
if((*root) != NULL && (*root)->leftChild != NULL)
Destroy(&(*root)->leftChild);
if((*root) != NULL && (*root)->rightChild != NULL)
Destroy(&(*root)->rightChild);
free(*root);
}
/*若当前结点curr非空，在curr的左子树插入元素值为x的新结点*/
/*原curr所指结点的左子树成为新插入结点的左子树*/
/*若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针*/
BiTreeNode *InsertLeftNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->leftChild;/*保存原curr所指结点的左子树指针*/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->leftChild = t;/*新插入结点的左子树为原curr的左子树*/
s->rightChild = NULL;
curr->leftChild = s;/*新结点成为curr的左子树*/
return curr->leftChild;/*返回新插入结点的指针*/
}
/*若当前结点curr非空，在curr的右子树插入元素值为x的新结点*/
/*原curr所指结点的右子树成为新插入结点的右子树*/
/*若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针*/
BiTreeNode *InsertRightNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->rightChild;/*保存原curr所指结点的右子树指针*/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->rightChild = t;/*新插入结点的右子树为原curr的右子树*/
s->leftChild = NULL;
curr->rightChild = s;/*新结点成为curr的右子树*/
return curr->rightChild;/*返回新插入结点的指针*/
}
void PreOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数前序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{
//此小段有一处错误 已改
visit(t->data);
PreOrder(t-> leftChild, visit);
PreOrder(t-> rightChild, visit);
}
}
void InOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数中序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{
//此小段有一处错误 已改
InOrder(t->leftChild, visit);
visit(t->data);
InOrder(t->rightChild, visit);
}
}
void PostOrder(BiTreeNode *t, void visit(DataType item))
//使用visit(item)函数后序遍历二叉树t
{
if(t != NULL)
{
//此小段有一处错误 已改
PostOrder(t->leftChild, visit);
PostOrder(t->rightChild, visit);
visit(t->data);
}
}
void Visit(DataType item)
{
printf("%c ", item);
}
BiTreeNode *Search(BiTreeNode *root, DataType x)//需找元素x是否在二叉树中
{
BiTreeNode *find=NULL;
if(root!=NULL)
{
if(root->data==x)
find=root;
else
{
find=Search(root->leftChild,x);
if(find==NULL)
find=Search(root->rightChild,x);
}
}
return find;
}
int main()
{
BiTreeNode *root, *p, *pp,*find;
char x='E';
Initiate(&root);
p = InsertLeftNode(root, 'A');
p = InsertLeftNode(p, 'B');
p = InsertLeftNode(p, 'D');
p = InsertRightNode(p, 'G');
p = InsertRightNode(root->leftChild, 'C');
pp = p;
InsertLeftNode(p, 'E');
InsertRightNode(pp, 'F');
printf("前序遍历：");
PreOrder(root->leftChild, Visit);
printf("\n中序遍历：");
InOrder(root->leftChild, Visit);
printf("\n后序遍历：");
PostOrder(root->leftChild, Visit);
find=Search(root,x);
if(find!=NULL)
printf("\n数据元素%c在二叉树中 \n",x);
else
printf("\n数据元素%c不在二叉树中 \n",x);
Destroy(&root);
}
第二题
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define MAX 100
typedef char DataType;
typedef struct Node
{
DataType data;/*数据域*/
struct Node *leftChild;/*左子树指针*/
struct Node *rightChild;/*右子树指针*/
} BiTreeNode; /*结点的结构体定义*/
/*初始化创建二叉树的头结点*/
void Initiate(BiTreeNode **root)
{
*root = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
(*root)->leftChild = NULL;
(*root)->rightChild = NULL;
}
void Destroy(BiTreeNode **root)
{
if((*root) != NULL && (*root)->leftChild != NULL)
Destroy(&(*root)->leftChild);
if((*root) != NULL && (*root)->rightChild != NULL)
Destroy(&(*root)->rightChild);
free(*root);
}
/*若当前结点curr非空，在curr的左子树插入元素值为x的新结点*/
/*原curr所指结点的左子树成为新插入结点的左子树*/
/*若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针*/
BiTreeNode *InsertLeftNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->leftChild;/*保存原curr所指结点的左子树指针*/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->leftChild = t;/*新插入结点的左子树为原curr的左子树*/
s->rightChild = NULL;
curr->leftChild = s;/*新结点成为curr的左子树*/
return curr->leftChild;/*返回新插入结点的指针*/
}
/*若当前结点curr非空，在curr的右子树插入元素值为x的新结点*/
/*原curr所指结点的右子树成为新插入结点的右子树*/
/*若插入成功返回新插入结点的指针，否则返回空指针*/
BiTreeNode *InsertRightNode(BiTreeNode *curr, DataType x)
{
BiTreeNode *s, *t;
if(curr == NULL) return NULL;
t = curr->rightChild;/*保存原curr所指结点的右子树指针*/
s = (BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
s->data = x;
s->rightChild = t;/*新插入结点的右子树为原curr的右子树*/
s->leftChild = NULL;
curr->rightChild = s;/*新结点成为curr的右子树*/
return curr->rightChild;/*返回新插入结点的指针*/
}
//前序遍历非递归算法
void Prev(Node *root)
{
Node *p,*node[MAX];
int top=0;
p=root;
do
{
while(p!=NULL)
{
printf("%c",p->data);
node[top]=p;
top++;
p=p->leftChild;
}
if(top>0)
{
top--;
p=node[top];
p=p->rightChild;
}
}
while(top>0||p!=NULL);
}
//中序遍历非递归算法
void min(Node *root)
{
Node *p,*node[MAX];
int top=0;
p=root;
do
{
while(p!=NULL)
{
node[top]=p;
top++;
p=p->leftChild;
}
if(top>0)
{
top--;
p=node[top];
printf("%c",p->data);
p=p->rightChild;
}
}
while(top>0||p!=NULL);
}
BiTreeNode *Search(BiTreeNode *root, DataType x)//需找元素x是否在二叉树中
{
BiTreeNode *find=NULL;
if(root!=NULL)
{
if(root->data==x)
find=root;
else
{
find=Search(root->leftChild,x);
if(find==NULL)
find=Search(root->rightChild,x);
}
}
return find;
}
int main(void)
{
BiTreeNode *root, *p, *pp,*find;
char x='E';
Initiate(&root);
p = InsertLeftNode(root, 'A');
p = InsertLeftNode(p, 'B');
p = InsertLeftNode(p, 'D');
p = InsertRightNode(p, 'G');
p = InsertRightNode(root->leftChild, 'C');
pp = p;
InsertLeftNode(p, 'E');
InsertRightNode(pp, 'F');
printf("前序遍历：");
Prev(root->leftChild);
printf("\n中序遍历：");
min(root->leftChild);
find=Search(root,x);
if(find!=NULL)
printf("\n数据元素%c在二叉树中 \n",x);
else
printf("\n数据元素%c不在二叉树中 \n",x);
Destroy(&root);
}
求赞！！！