二叉树的链式存储结构创建与遍历

2023-12-30 23:24:10 浏览数 (3)

要求

二叉树的链式存储结构创建

二叉树的前序遍历

二叉树的中序遍历

二叉树的后序遍历

主函数功能菜单创建

二叉树的遍历算法可以使用递归的思想来实现。递归是一种自我调用的算法设计方法,适用于解决问题具有相同子问题结构的情况。

前序遍历的递归思想:

  1. 如果当前节点为空,直接返回。
  2. 访问当前节点。
  3. 递归地前序遍历左子树。
  4. 递归地前序遍历右子树。

中序遍历和后序遍历的递归思想也类似,在访问当前节点的位置不同而已。可以通过类似的递归思想实现中序遍历和后序遍历的算法。

使用递归思想实现二叉树的遍历,可以简化代码的实现,并且符合二叉树的自然结构。但是在实际应用中,如果二叉树的高度很大,递归的层次也会相应增加,可能会导致栈溢出的问题。因此,在处理大规模二叉树时,需要考虑使用迭代或其他非递归的方法来实现遍历算法。

代码实现及运行结果

(1)源程序代码

代码语言:c复制
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Tree{
 int data; // 存放数据域
 struct Tree *lchild; // 遍历左子树指针
 struct Tree *rchild; // 遍历右子树指针
}Tree,*BitTree;
BitTree CreateLink()
{
 int data;
 int temp;
 BitTree T;
 scanf("%d",&data); // 输入数据
 temp=getchar(); // 吸收空格
 if(data == -1){ // 输入-1 代表此节点下子树不存数据,也就是不继续递归创建
 return NULL;
 }else{
 T = (BitTree)malloc(sizeof(Tree)); // 分配内存空间
 T->data = data;  // 把当前输入的数据存入当前节点指针的数据域中
 printf("请输入%d的左子树: ",data); 
 T->lchild = CreateLink();  // 开始递归创建左子树
 printf("请输入%d的右子树: ",data); 
 T->rchild = CreateLink();  // 开始到上一级节点的右边递归创建左右子树
 return T;  // 返回根节点
 } 
}
// 先序遍历
void ShowXianXu(BitTree T) // 先序遍历二叉树
{
 if(T==NULL) // 递归中遇到NULL,返回上一层节点
 {
 return;
 }
 printf("%d ",T->data);
 ShowXianXu(T->lchild); // 递归遍历左子树
 ShowXianXu(T->rchild); // 递归遍历右子树
}
// 中序遍历
void ShowZhongXu(BitTree T) // 先序遍历二叉树
{
 if(T==NULL) // 递归中遇到NULL,返回上一层节点
 {
 return;
 }
 ShowZhongXu(T->lchild); // 递归遍历左子树
 printf("%d ",T->data);
 ShowZhongXu(T->rchild); // 递归遍历右子树
}
// 后序遍历
void ShowHouXu(BitTree T) // 后序遍历二叉树
{
 if(T==NULL) // 递归中遇到NULL,返回上一层节点
 {
 return;
 }
 ShowHouXu(T->lchild); // 递归遍历左子树
 ShowHouXu(T->rchild); // 递归遍历右子树
 printf("%d ",T->data);
}
int PostTreeHeight(BitTree T){
 //通过后序遍历实现求树的高度
 int h = 0, hl = 0, hr = 0;
 if (T==NULL){
 return 1;
 }else{
 hl = PostTreeHeight(T->lchild);//递归遍历左子树
 hr = PostTreeHeight(T->rchild);//递归遍历右子树
 h = (hr > hl)?hr:hl   1;//三目运算符,很简单
 //如果hr大于hl,那么就取hr的值,然后hr 1赋值给h
 //如果hr不大于h1,那么就取hl得值,然后hl 1赋值给h
 return h;
 }
}
int main()
{
 BitTree S;
 printf("请输入第一个节点的数据:n");
 S = CreateLink(); // 接受创建二叉树完成的根节点
 int a;
 printf("1.先序n");
 printf("2.中序n");
 printf("3.后序n");
 printf("4.树高n");
 for(;;){
 scanf("%d",&a);
 if(a==1){
 printf("n先遍历结果: n");
 ShowXianXu(S);  // 先序遍历二叉树
 printf("n");
 }else if(a==2){
 printf("n中序遍历结果: n");
 ShowZhongXu(S);  // 中序遍历二叉树
 printf("n");
 }else if(a==3){
 printf("n后序遍历结果: n");
 ShowHouXu(S); // 后序遍历二叉树
 printf("n");
 }else if(a==4){
 printf("树高:%dn",PostTreeHeight(S));
 printf("n");
 }
 } 
 return 0; 
}  

(2)运行结果

请输入第一个节点的数据:

1

请输入1的左子树: 2

请输入2的左子树: -1

请输入2的右子树: -1

请输入1的右子树: 3

请输入3的左子树: 2

请输入2的左子树: -1

请输入2的右子树: -1

请输入3的右子树: 3

请输入3的左子树: -1

请输入3的右子树: -1

1.先序

2.中序

3.后序

4.树高

1

先遍历结果:

1 2 3 2 3

2

中序遍历结果:

2 1 2 3 3

3

后序遍历结果:

2 2 3 3 1

4

树高:3

总结

遇到问题:

递归异常,忘记生成树的时候申请空间,和节点异常,定义了数据为%d类型,输入了整个字符串导致

核心代码

代码语言:text复制
// 中序遍历
void ShowZhongXu(BitTree T) // 先序遍历二叉树
{
 if(T==NULL) // 递归中遇到NULL,返回上一层节点
 {
 return;
 }
 ShowZhongXu(T->lchild); // 递归遍历左子树
 printf("%d ",T->data);
 ShowZhongXu(T->rchild); // 递归遍历右子树
}

中序遍历可以看成,二叉树每个节点,垂直方向投影下来(可以理解为每个节点从最左边开始垂直掉到地上),然后从左往右数,得出的结果便是中序遍历的结果

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