数据结构_二叉树

原创
luer9 2023-03-02 06:00:05 博主文章分类：数据结构 ©著作权
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ORZ
概念性的东西就没有说的必要了
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <string>
#include <queue>
#define Status int
#define OK 1
#define False 0
#define ll long long
#define Datatype char 
using namespace std;
typedef struct node
{
  Datatype data;//数据
  struct node *lchild,*rchild;//指向左右孩子的指针 
}BitNode,*Bitree; //Bitree是node结构指针的别名，代表指向BitNode结构体类型的指针

//初始化，构造空二叉树 
Status Init_Bitree(Bitree &T)
{
  T=NULL;
  return OK;
} 
/*T是类型是 Bitree 所以T是一个指针*/
//销毁二叉树   
Status Destory_Bitree(Bitree &T)
{
  if(T)//利用递归 
  {
    if(T->lchild)//如果有左孩子
      Destory_Bitree(T->lchild);
    if(T->rchild)//如果有右孩子 
      Destory_Bitree(T->rchild); 
    free(T);
    T=NULL; 
  }
  return OK;
} 
//int cnt=0;
//创建二叉树 
void Create_Bitree(Bitree &T)
{
  char ch;
  cin>>ch;
  if(ch=='#') T=NULL;
  else
  {
    T=(BitNode*)malloc(sizeof(BitNode));
    T->data=ch;
    Create_Bitree(T->lchild);
    Create_Bitree(T->rchild);    
  }
//  return OK;  
}

//清空二叉树
Status Clear_Bitree(Bitree &T)
{
  if(T==NULL)
  {
    return OK;
  }
  Clear_Bitree(T->lchild);
  Clear_Bitree(T->rchild);
  free(T);
}

//判断二叉树是否为空
Status Empty_Bitree(Bitree &T)
{
  if(T==NULL) return OK;
  else return False;
} 

//二叉树的深度
Status Depth_Bitree(Bitree T)
{
  int hl=0,hr=0;
  if(T==NULL) return 0;
  else
  {
    hl=Depth_Bitree(T->lchild); 
    hr=Depth_Bitree(T->rchild);//递归，先左后右 
    return max(hl,hr)+1;
  }
}

//Root_ 返回T的根
Datatype Root_Bitree(Bitree T)
{
  if(T==NULL) return 0;
  else return T->data;
} 

//返回某个结点的值
Datatype Value_Bitree(Bitree p)
{
  return p->data;
} 
//结点总数 
int Count_Bitree(Bitree T)
{
  if(T)
  {
    return Count_Bitree(T->lchild)+Count_Bitree(T->rchild)+1;
  }else return 0;
 } 
//叶子结点
int Leaves_Bitree(Bitree T)
{
  if(T==NULL) return 0;
  if(T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL)
    return 1;
  else return Leaves_Bitree(T->lchild)+Leaves_Bitree(T->rchild);
 } 
//返回节点的双亲
Datatype Parent_Bitree(Bitree T,Datatype e)
{
  if(T)
  {
    queue<Bitree> q;
    while(!q.empty()) q.pop();//清空
    q.push(T);//根 入队 
    while(!q.empty()) 
    {
      Bitree temp=q.front();//取出队首 
      q.pop();
      if((temp->lchild&&temp->lchild->data==e)||(temp->rchild&&temp->rchild->data==e))
        return temp->data;
      else 
      {
        if(temp->lchild)
          q.push(temp->lchild);
        if(temp->rchild)
          q.push(temp->rchild);
      }
     } 
  }
    return False; 
} 
//返回某个值在数中的节点的指针 
Bitree NodePoint_Bitree(Bitree T,Datatype e)
{
  if(T==NULL) return False;
  Bitree P;
  queue<Bitree> q;
  while(!q.empty()) q.pop();
  P=T;
  q.push(P);
  while(!q.empty())
  {
    Bitree temp=q.front();
    q.pop();
    if(temp->data==e) return temp;
    if(temp->lchild) q.push(temp->lchild);
    if(temp->rchild) q.push(temp->rchild);
  }
  return False;//说明没找到 
}
//返回节点的左孩子 
Datatype LeftChild_Bitree(Bitree p)
{
  if(p->lchild)
  {
    return p->lchild->data;
  }
  else return False;
}
//返回节点的右孩子 
Datatype RightChild_Bitree(Bitree p)
{
  if(p->rchild)
  {
    return p->rchild->data;
  }
  else return False;
}
//返回节点的左兄弟 
Datatype LeftSibing_Bitree(Bitree T,Datatype e)
{
  Bitree P;
  Init_Bitree(P);
  if(T)
  {
    P=NodePoint_Bitree(T,Parent_Bitree(T,e));
    if(P->lchild&&P->rchild&&P->rchild->data==e)
     return P->lchild->data;
  }else return False;
}
//返回节点的右兄弟
Datatype RightSibing_Bitree(Bitree T,Datatype e)
{
  Bitree P;
  Init_Bitree(P);
  if(T)
  {
    P=NodePoint_Bitree(T,Parent_Bitree(T,e));
    if(P->lchild&&P->rchild&&P->lchild->data==e)
      return P->rchild->data;
  }else return False;
 } 
//给结点赋值
void Assign_Bitree(Bitree p,Datatype value)
{
  p->data=value;
}

//先序遍历 
void PreOrderTraverse(Bitree T,int level)
{
  if(T)
  {
    cout<<T->data<<" "<<level<<endl;//访问根节点 
    PreOrderTraverse(T->lchild,level+1);//先遍历左子树
    PreOrderTraverse(T->rchild,level+1);//最后再遍历右子树 
  }
}
//中序遍历 
void InOrderTraverse(Bitree T,int level)
{
  if(T)
  {
    InOrderTraverse(T->lchild,level+1);//先遍历左子树 
    cout<<T->data<<" "<<level<<endl;//再访问根节点
    InOrderTraverse(T->rchild,level+1);//最后遍历右子树 
  }
}
//后序遍历
void  PostOrderTraverse(Bitree T,int level)
{
  if(T)
  {
    PostOrderTraverse(T->lchild,level+1);//先访问左子树 
    PostOrderTraverse(T->rchild,level+1);//再访问右子树 
    cout<<T->data<<" "<<level<<endl;//最后访问根节点 
  }
}
//删除子树
/*LR==0 代表 左子树 LR==1 代表右子树*/ 
Status DeleteChild_Bitree(Bitree P,int LR)
{
  if(LR==0)
  {
    if(P->lchild)
    {
      Destory_Bitree(P->lchild);
      return OK;
    }
  }else if(LR==1)
  {
    if(P->rchild)
    {
      Destory_Bitree(P->rchild);
      return OK;
    }
  }return False;
 } 
//插入子树
Status InsertChild_Bitree(Bitree P,int LR,Bitree c)
{
  if(P)
  {
    if(LR==0)
    {
      c->rchild=P->lchild;
      P->lchild=c;
    }else if(LR==1)
    {
      c->rchild=P->rchild;
      P->rchild=c;
    }
    return OK;
  }else return False;
 } 
void visit()
{
  cout<<"***********************"<<endl;
  cout<<"**    1.建立二叉树   **"<<endl;
  cout<<"**    2.清空二叉树   **"<<endl;
  cout<<"**    3.销毁二叉树   **"<<endl;
  cout<<"**  4.先序遍历二叉树 **"<<endl;
  cout<<"**  5.中序遍历二叉树 **"<<endl;
  cout<<"**  6.后序遍历二叉树 **"<<endl;
  cout<<"**  7.二叉树的高度   **"<<endl;
  cout<<"**  8.二叉树结点数   **"<<endl;
  cout<<"**  9.二叉树叶子数   **"<<endl;
  cout<<"** 10.结点的左右孩子 **"<<endl;
  cout<<"** 11.结点的左右兄弟 **"<<endl;
  cout<<"**   12.结点的双亲   **"<<endl;
  cout<<"**      13.退出      **"<<endl; 
  cout<<"***********************"<<endl; 
 } 
int main()
{
  visit();
  Bitree Tree;
  Init_Bitree(Tree);
  int opt;
  cout<<"输入你想进行的操作：";
  while(cin>>opt)
  {
    switch(opt)
    {
      case 1://创建
        cout<<"创建二叉树："; 
        Create_Bitree(Tree); 
        cout<<"创建成功"<<endl;
        break;
      case 2://清空 
        if(Clear_Bitree(Tree))
          cout<<"清空成功"<<endl;
        else cout<<"清空失败"<<endl; 
        break;
      case 3://销毁 
        if(Destory_Bitree(Tree))
          cout<<"销毁成功"<<endl;
        else cout<<"销毁失败"<<endl; 
        break;
      case 4://先序 
        cout<<"先序遍历："<<endl;
        PreOrderTraverse(Tree,1);
        cout<<endl;
        break;
      case 5://中序 
        cout<<"中序遍历："<<endl;
        InOrderTraverse(Tree,1);
        cout<<endl;
        break;
      case 6://后序 
        cout<<"后序遍历："<<endl; 
        PostOrderTraverse(Tree,1); 
        cout<<endl;
        break;
      case 7://高度 
        cout<<"高度： ";
        cout<<Depth_Bitree(Tree)<<endl;
        break;
      case 8:
        cout<<"结点数： ";
        cout<<Count_Bitree(Tree)<<endl;
        break;
      case 9:
        cout<<"叶子结点数： ";
        cout<<Leaves_Bitree(Tree)<<endl;
        break; 
      case 10://左右孩子 
        cout<<"输入你想查找的结点值：";
        Datatype e;
        cin>>e;
        Bitree p;
        Init_Bitree(p);
        p=NodePoint_Bitree(Tree,e); 
        if(LeftChild_Bitree(p))
        {
          cout<<"左子树："<<LeftChild_Bitree(p)<<endl; 
        }else cout<<"左子树："<<"不存在"<<endl;
        if(RightChild_Bitree(p))
        {
          cout<<"右子树："<<RightChild_Bitree(p)<<endl; 
        }else cout<<"右子树："<<"不存在"<<endl;
        break;
      case 11:
        cout<<"输入你想查找的结点值：";
        Datatype val;
        cin>>val;
        if(LeftSibing_Bitree(Tree,val))
        {
          cout<<"左兄弟："<<LeftSibing_Bitree(Tree,val)<<endl;
         } else cout<<"左兄弟："<<"不存在"<<endl;
        if(RightSibing_Bitree(Tree,val))
        {
          cout<<"右兄弟："<<RightSibing_Bitree(Tree,val)<<endl;
        }else cout<<"右兄弟："<<"不存在"<<endl;
      case 12://双亲 
        Datatype c;
        cout<<"输入你想查找的结点：";
        cin>>c; 
        if(Parent_Bitree(Tree,c))
        {
          cout<<Parent_Bitree(Tree,c)<<endl;
        }else cout<<"不存在"<<endl;
        break;
      case 13:
        cout<<"Exit"<<endl;
        return 0;
    }
    cout<<"输入你想进行操作的序号："<<endl; 
   } 
  return 0;
}
//abc##de#g##f### 
/*
      a
     / \
    b  
   / \
  c  d
    / \
   e  f 
  \
  g
*/
/*abc##d##efgh#####*/
/*
         a
       /   \
    b     e
   / \    /
  c  d   f 
          /
       g
    /
     h 


*/