Estructura de datos | Árbol binario secuencial

Mobile 2023-07-16 03:47:06 views: null

1. Definición de la estructura de datos

1. Árbol binario secuencial

/* 顺序二叉树 */
typedef char TreeType;
typedef struct seqTree{
	int MAXNUM;		// 最大元素个数
	int curNum;		// 元素的个数
	TreeType nodelist[];	// 顺序二叉树节点存储
} *SeqTree;

        La estructura del árbol binario en este código es como se muestra en la siguiente figura, que se puede expresar como  ABCDEFG###H en una secuencia jerárquica

 2. Pila encadenada

/* 链式栈 */
typedef char StackType;
typedef struct StackNode {
	StackType data;
	struct StackNode* next;
}StackNode;

typedef struct {
	StackNode* top;
}LinkStack;

El recorrido no recursivo del árbol binario (recorrido en orden previa, recorrido en orden, recorrido subsiguiente) requiere el uso de pilas como ayuda

2. Resumen del método

1. Árbol binario

SeqTree CreateSeqTree(TreeType node[]); // 创建二叉树
int FindTreeNode(SeqTree T, char ch); // 查找指定结点的下标
char GetRoot(SeqTree T); // 求根结点的值
int GetParentIndex(SeqTree T, char ch);		// 求指定结点的双亲结点的下标
int GetLeftChildIndex(SeqTree T, char ch);	// 求指定结点的左孩子的下标
int GetRightChildIndex(SeqTree T, char ch); // 求指定结点的右孩子的下标
void LevelOrder(SeqTree T); // 层序遍历二叉树
void PreOrder(SeqTree T); // 先序遍历二叉树

2. apilar

void InitStack(LinkStack* S);//初始化栈
int IsStackEmpty(LinkStack S);//判断栈是否为空
int PushStack(LinkStack* L, StackType data);//入栈
int PopStack(LinkStack* L, StackType* data);//出栈
int GetStackTop(LinkStack* L, StackType* x);//取栈顶元素
int DestroyStack(LinkStack* L);//销毁栈

3. Explicación detallada del método

1. pila

//初始化栈
void InitStack(LinkStack* S) {
	S->top = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode)); // 分配头节点
	S->top = NULL; //初始化为空
}
//判断栈是否为空
int IsStackEmpty(LinkStack S) {
	if (S.top == NULL) return 1;
	else return 0;
}
//入栈
int PopStack(LinkStack* L, StackType* data) {
	StackNode* del;
	if (L->top == NULL)	return -1;
	else {
		del = L->top;
		*data = del->data;
		L->top = L->top->next;
		free(del);
		return 0;
	}
}
//出栈
int PushStack(LinkStack* L, StackType data) {
	StackNode* news = (StackNode*)malloc(sizeof(struct StackNode));
	if (news == NULL)	return -1;
	else {
		news->data = data;
		news->next = L->top;
		L->top = news;
		return 0;
	}
}
//取栈顶元素
int GetStackTop(LinkStack* L, StackType* x) {
	if (L->top == NULL) {
		*x = NULL;
		return -1;
	}
	else {
		*x = L->top->data;
		return 1;
	}
}
//销毁栈
int DestroyStack(LinkStack* L) {
	int cnt = 0;
	if (L == NULL)	return 0;
	struct StackNode* p = L->top, * q;
	free(L);
	while (p->next != NULL) {
		q = p->next;
		cnt++;
		free(p);
		p = q;
	}
	return cnt;
}

2. Funcionamiento básico del árbol binario

// 创建二叉树
SeqTree CreateSeqTree(TreeType node[]) {
	SeqTree T = (SeqTree)malloc(sizeof(struct seqTree));
	for (T->curNum = 0; T->curNum < strlen(node); T->curNum++)
		T->nodelist[T->curNum] = node[T->curNum];
	return T;
}
// 查找指定结点的下标
int FindTreeNode(SeqTree T, char ch) {
	for (int i = 0; i < T->curNum; i++)
		if (T->nodelist[i] == ch)
			return i;
	return -1;
}
// 求根结点的值
char GetRoot(SeqTree T){
	// 若二叉树为空，则返回#
	if (T->curNum == 0) return '#';
	return(T->nodelist[0]);
}
// 求指定结点的双亲结点的下标
int GetParentIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	// 返回双亲结点的下标
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若双亲不存在，则返回-1
	if (p <= 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[(p - 1) / 2] == 32) return -1;
	return (p - 1) / 2;
}
// 求指定结点的左孩子的下标
int GetLeftChildIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若左孩子不存在，则返回-1
	if (p < 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[2 * p + 1] == 32)
		return -1;
	return 2 * p + 1;
}
// 求指定结点的右孩子的下标
int GetRightChildIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若左孩子不存在，则返回-1
	if (p < 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[2 * (p + 1)] == 32) 
		return -1;
	return 2 * (p + 1);
}

3. Recorrido recursivo del árbol binario

(1) Recorrido jerárquico

// 层序遍历二叉树
void LevelOrder(SeqTree T){
	for (int i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == '#');
		else printf("%c ", T->nodelist[i]);
	}
}

(2) Travesía de pedido anticipado

// 先序遍历二叉树
void PreOrder(SeqTree T){
	char c;
	LinkStack s;
	InitStack(&s);
	PushStack(&s, T->nodelist[0]);

	while (!IsStackEmpty(s)) {
		GetStackTop(&s, &c);
		PopStack(&s, &c);
		if (FindTreeNode(T, c) != -1) {
			if (c == '#');
			else printf("%c ", c);
			PushStack(&s, T->nodelist[GetRightChildIndex(T, c)]);
			PushStack(&s, T->nodelist[GetLeftChildIndex(T, c)]);
		}
	}
}

4. Ejecución de resultados

        El código del método principal es el siguiente:

int main(void) {
	TreeType node[15] = { 'A','B','C','D','E','F','G','#','#','#','H'};
	SeqTree T = CreateSeqTree(node);

	printf("根结点的值: %c", GetRoot(T));
	printf("\n结点B双亲的下标: %d", GetParentIndex(T, 'B'));
	printf("\n结点B左孩子的下标: %d", GetLeftChildIndex(T, 'B'));
	printf("\n结点B右孩子的下标: %d", GetRightChildIndex(T, 'B'));

	printf("\n层序遍历结果:");
	LevelOrder(T);
	printf("\n先序遍历结果:");
	PreOrder(T);
}

        El resultado de la operación es el siguiente:

 5. Código fuente

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


/* 顺序二叉树 */
typedef char TreeType;
typedef struct seqTree{
	int MAXNUM;		// 最大元素个数
	int curNum;		// 元素的个数
	TreeType nodelist[];	// 顺序二叉树节点存储
} *SeqTree;

/* 链式栈 */
typedef char StackType;
typedef struct StackNode {
	StackType data;
	struct StackNode* next;
}StackNode;

typedef struct {
	StackNode* top;
}LinkStack;

void InitStack(LinkStack* S);//初始化栈
int IsStackEmpty(LinkStack S);//判断栈是否为空
int PushStack(LinkStack* L, StackType data);//入栈
int PopStack(LinkStack* L, StackType* data);//出栈
int GetStackTop(LinkStack* L, StackType* x);//取栈顶元素
int DestroyStack(LinkStack* L);//销毁栈

SeqTree CreateSeqTree(TreeType node[]); // 创建二叉树
int FindTreeNode(SeqTree T, char ch); // 查找指定结点的下标
char GetRoot(SeqTree T); // 求根结点的值
int GetParentIndex(SeqTree T, char ch);		// 求指定结点的双亲结点的下标
int GetLeftChildIndex(SeqTree T, char ch);	// 求指定结点的左孩子的下标
int GetRightChildIndex(SeqTree T, char ch); // 求指定结点的右孩子的下标
void LevelOrder(SeqTree T); // 层序遍历二叉树
void PreOrder(SeqTree T); // 先序遍历二叉树

/*------------- 栈基本操作 ---------------*/
//初始化栈
void InitStack(LinkStack* S) {
	S->top = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode)); // 分配头节点
	S->top = NULL; //初始化为空
}
//判断栈是否为空
int IsStackEmpty(LinkStack S) {
	if (S.top == NULL) return 1;
	else return 0;
}
//入栈
int PopStack(LinkStack* L, StackType* data) {
	StackNode* del;
	if (L->top == NULL)	return -1;
	else {
		del = L->top;
		*data = del->data;
		L->top = L->top->next;
		free(del);
		return 0;
	}
}
//出栈
int PushStack(LinkStack* L, StackType data) {
	StackNode* news = (StackNode*)malloc(sizeof(struct StackNode));
	if (news == NULL)	return -1;
	else {
		news->data = data;
		news->next = L->top;
		L->top = news;
		return 0;
	}
}
//取栈顶元素
int GetStackTop(LinkStack* L, StackType* x) {
	if (L->top == NULL) {
		*x = NULL;
		return -1;
	}
	else {
		*x = L->top->data;
		return 1;
	}
}
//销毁栈
int DestroyStack(LinkStack* L) {
	int cnt = 0;
	if (L == NULL)	return 0;
	struct StackNode* p = L->top, * q;
	free(L);
	while (p->next != NULL) {
		q = p->next;
		cnt++;
		free(p);
		p = q;
	}
	return cnt;
}

/*------------- 树基本操作 ---------------*/
// 创建二叉树
SeqTree CreateSeqTree(TreeType node[]) {
	SeqTree T = (SeqTree)malloc(sizeof(struct seqTree));
	for (T->curNum = 0; T->curNum < strlen(node); T->curNum++)
		T->nodelist[T->curNum] = node[T->curNum];
	return T;
}
// 查找指定结点的下标
int FindTreeNode(SeqTree T, char ch) {
	for (int i = 0; i < T->curNum; i++)
		if (T->nodelist[i] == ch)
			return i;
	return -1;
}
// 求根结点的值
char GetRoot(SeqTree T){
	// 若二叉树为空，则返回#
	if (T->curNum == 0) return '#';
	return(T->nodelist[0]);
}
// 求指定结点的双亲结点的下标
int GetParentIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	// 返回双亲结点的下标
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若双亲不存在，则返回-1
	if (p <= 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[(p - 1) / 2] == 32) return -1;
	return (p - 1) / 2;
}
// 求指定结点的左孩子的下标
int GetLeftChildIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若左孩子不存在，则返回-1
	if (p < 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[2 * p + 1] == 32)
		return -1;
	return 2 * p + 1;
}
// 求指定结点的右孩子的下标
int GetRightChildIndex(SeqTree T, char ch){
	int i, p;
	for (i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == ch) p = i;
	}
	// 若左孩子不存在，则返回-1
	if (p < 0 || p >= T->curNum || T->nodelist[2 * (p + 1)] == 32) 
		return -1;
	return 2 * (p + 1);
}

// 层序遍历二叉树
void LevelOrder(SeqTree T){
	for (int i = 0; i < T->curNum; i++) {
		if (T->nodelist[i] == '#');
		else printf("%c ", T->nodelist[i]);
	}
}
// 先序遍历二叉树
void PreOrder(SeqTree T){
	char c;
	LinkStack s;
	InitStack(&s);
	PushStack(&s, T->nodelist[0]);

	while (!IsStackEmpty(s)) {
		GetStackTop(&s, &c);
		PopStack(&s, &c);
		if (FindTreeNode(T, c) != -1) {
			if (c == '#');
			else printf("%c ", c);
			PushStack(&s, T->nodelist[GetRightChildIndex(T, c)]);
			PushStack(&s, T->nodelist[GetLeftChildIndex(T, c)]);
		}
	}
}


int main(void) {
	TreeType node[15] = { 'A','B','C','D','E','F','G','#','#','#','H'};
	SeqTree T = CreateSeqTree(node);

	printf("根结点的值: %c", GetRoot(T));
	printf("\n结点B双亲的下标: %d", GetParentIndex(T, 'B'));
	printf("\n结点B左孩子的下标: %d", GetLeftChildIndex(T, 'B'));
	printf("\n结点B右孩子的下标: %d", GetRightChildIndex(T, 'B'));

	printf("\n层序遍历结果:");
	LevelOrder(T);
	printf("\n先序遍历结果:");
	PreOrder(T);
}

Supongo que te gusta

Origin blog.csdn.net/sun80760/article/details/131494478
Recomendado
Clasificación
Diario
Más
2024-05-16(22)
2024-05-15(5)
2024-05-14(10)
2024-05-13(7)
2024-05-12(22)
2024-05-11(31)
2024-05-10(32)
2024-05-09(31)
2024-05-08(18)
2024-05-07(35)

Code World

© 2018 codetd.com