数据结构(C语言版)——二叉树的顺序存储结构(代码版)

一、代码

#include 
#include 
#include 
#include 

#define OK 1
#define ERROR 0
#define MAXSIZE 30

typedef int Status;
typedef struct biTree{
	char data[MAXSIZE];
}BITREE,*BITREEPOINTER;

int printMenu(void); 
Status PleaseInit(void);
Status initBitree(BITREEPOINTER* T);
Status createBiTree(BITREEPOINTER* T,int SIZE);
Status  floorTraversing(const BITREEPOINTER* T);
Status returnRootNode(const BITREEPOINTER* T);
Status isEmpty(const BITREEPOINTER* T);
Status biTreeDepth(const BITREEPOINTER* T);
Status clearBiTree(BITREEPOINTER* T);
Status destoryBiTree(BITREEPOINTER* T);
Status searchFatherNode(const BITREEPOINTER* T);
Status searchBorther(const BITREEPOINTER* T);

int main(int argc, char *argv[]) {
	int menuChoice;
	BITREEPOINTER biTreePointer;//声明指向二叉树结构的指针变量 
	biTreePointer=NULL;//变量设为NULL
	 
	while(menuChoice=printMenu())
		{
				switch(menuChoice)
				{
					case 1:
					  	initBitree(&biTreePointer);
						break;
					case 2:
						destoryBiTree(&biTreePointer);
						break;
					case 3:
						createBiTree(&biTreePointer,MAXSIZE);
						break;
					case 4:
					    clearBiTree(&biTreePointer);
						break;
					case 5:
						biTreeDepth(&biTreePointer);
						break;
					case 6:
						searchFatherNode(&biTreePointer);
						break;
					case 7:
						searchBorther(&biTreePointer);
						break;
					case 8:
						isEmpty(&biTreePointer);
						break;
					case 9:
						floorTraversing(&biTreePointer);
						break;
					case 10:
						returnRootNode(&biTreePointer);
						break;
				}
		}
	return 0;
}

//打印菜单
int printMenu(void)
{
	int choice;
	
	printf("****************二叉树的顺序存储结构练习******************\n");
	printf("1:初始化二叉树\n");
	printf("2:销毁二叉树\n");
	printf("3:创建二叉树\n");
	printf("4:清空二叉树\n");
	printf("5:返回二叉树的深度\n");
	printf("6:寻找元素父节点\n");
	printf("7:查找兄弟元素\n"); 
	printf("8:判断是否为空树\n");
	printf("9:层序遍历二叉树\n");
	printf("10:返回根结点\n");
	printf("11:前序遍历\n");
	printf("按下0退出程序\n"); 
	printf("*******************************************\n");
	printf("请选择:");
	scanf("%d",&choice);
	return choice;
}

//1:初始化二叉树
Status initBitree(BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--1:初始化二叉树--\n");
	
	if((*T)!=NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		printf("请勿重复初始化!\n");
		return ERROR;
	}
	*T=(BITREEPOINTER)malloc(sizeof(BITREE));//申请空间 
	if((*T)==NULL)
	{//申请空间失败时 
		printf("初始化失败!\n");
		return ERROR;
	}
	(*T)->data[0]=0;//表示没有二叉树结点 
	printf("初始化成功!\n");
	return OK;
}

//2:销毁二叉树
Status destoryBiTree(BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--2:销毁二叉树--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	char inputValue;
	printf("是否要清空二叉树?(Y/N)");
	if(scanf("	%c",&inputValue)==0)
	{
		printf("输入有误\n");
		fflush(stdin);
		return ERROR;
	}

	if(inputValue=='Y'||inputValue=='y')
	{
		free((*T));
		*T=NULL;
		printf("销毁成功!\n");
		return OK;
	}
	if(inputValue=='N'||inputValue=='n')
	{
		return OK;
	}
	return OK;
}
//3:创建二叉树
Status createBiTree(BITREEPOINTER* T,int SIZE)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--3:创建二叉树--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]!=0)
	{
		printf("请先清空二叉树再来创建新的二叉树吧\n");
		return ERROR;
	}
	char getChar[SIZE];
	int inputLength,i;
	printf("'#'表示空结点,请输入你要初始化的二叉树元素字符串(注意范围(1-%d)):",SIZE-2);
	fflush(stdin);//清除缓冲区的换行符 
	fgets(getChar,SIZE,stdin);

	if(getChar[strlen(getChar)-1]!='\n')
	{//判断是否超过范围 
		printf("输入超过范围!\n");
		fflush(stdin);
		return ERROR;
	}
	getChar[strlen(getChar)-1]='\0'; //如果没有超过范围,去掉其中的换行符 
	inputLength=strlen(getChar);
	(*T)->data[0]=inputLength;//存储二叉树链表的元素个数 
	
	for(i=1;i<=inputLength;i++)
	{
		(*T)->data[i]=getChar[i-1]; 
	}
	fflush(stdin);//清除缓冲区 
	printf("创建成功!\n");
	return OK;
}

//4:清空二叉树
Status clearBiTree(BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--4:清空二叉树--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("当前二叉树已经为空了\n");
		return ERROR;
	}
	char inputValue;
	printf("是否要清空二叉树?(Y/N)");
	if(scanf("	%c",&inputValue)==0)
	{
		printf("输入有误\n");
		fflush(stdin);
		return ERROR;
	}

	if(inputValue=='Y'||inputValue=='y')
	{
		(*T)->data[0]=0;
		printf("清空成功!\n");
		return OK;
	}
	if(inputValue=='N'||inputValue=='n')
	{
		return OK;
	}
	return OK;
}

//5:返回二叉树的深度
Status biTreeDepth(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--5:返回二叉树的深度--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("请先创建元素吧\n");
		return ERROR;
	}
	double depthPre;
	int depth;
	depthPre=log10((*T)->data[0])/log10(2);
	depth=(int)ceil(depthPre);
	if(depth==0)
		depth=1;
	printf("当前二叉树的深度为:%d\n",depth);
	return OK;	
}

//6:寻找元素父节点
Status searchFatherNode(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--6:寻找元素父节点--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("请先创建元素吧\n");
		return ERROR;
	}
	char value;
	int i;
	printf("请输入你要寻找父元素的元素值:");
	scanf("	%c",&value);
	fflush(stdin);
	for(i=1;i<=(*T)->data[0];i++)
	{
		if(value==(*T)->data[i]&&i!=1)
		{
			printf("元素%c的父元素为:%c\n",(*T)->data[i],(*T)->data[(int)floor(i/2)]);
			return OK;
		}
		if(value==(*T)->data[i]&&i==1)
		{
			printf("根元素无父元素!\n");
			return OK;
		}
	}
	printf("你输入的元素不在该二叉树中\n");
	return OK;
}

//7:查找兄弟元素
Status searchBorther(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--7:查找兄弟元素--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("请先创建元素吧\n");
		return ERROR;
	}
	
	char value;
	int i;
	printf("请输入你要寻找兄弟元素的元素值:");
	scanf("	%c",&value);
	fflush(stdin);
	for(i=1;i<=(*T)->data[0];i++)
	{
		if(value==(*T)->data[i]&&i!=1)
		{
			int fatherIndex=(int)floor(i/2);
			if(2*fatherIndex==i&&(2*fatherIndex+1)<(*T)->data[0]&&(*T)->data[2*fatherIndex+1]!='#')
			{
				printf("元素%c的兄弟元素为:%c\n",(*T)->data[i],(*T)->data[2*fatherIndex+1]);
				return OK;
			}
			if((2*fatherIndex+1)==i&&(*T)->data[2*fatherIndex]!='#')
			{
				printf("元素%c的兄弟元素为:%c\n",(*T)->data[i],(*T)->data[2*fatherIndex]);
				return OK;
			}
			if(2*fatherIndex==i&&(2*fatherIndex+1)>(*T)->data[0]||(*T)->data[2*fatherIndex]=='#'||(*T)->data[2*fatherIndex+1]=='#')
			{
				printf("元素%c无兄弟元素\n",(*T)->data[i]);
				return OK;
			}
		}
		if(value==(*T)->data[i]&&i==1)
		{
			printf("根元素无兄弟元素!\n");
			return OK;
		}
	}
	printf("你输入的元素不在该二叉树中\n");
	return OK;
}
 
//8:判断是否为空树
Status isEmpty(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--8:判断是否为空树--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("当前二叉树为空\n");
		return ERROR;
	}
	printf("当前二叉树为不空\n");
	return OK;
}

//9:层序遍历二叉树
Status  floorTraversing(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--9:层序遍历二叉树--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("请先创建元素吧\n");
		return ERROR;
	}
	int i,length;
	length=(*T)->data[0];
	printf("层序遍历结果为:");
	for(i=1;i<=length;i++)
	{
		if((*T)->data[i]=='#')
			continue;
		printf("%2c",(*T)->data[i]);
	}
	printf("\n");
	return OK; 
}

//10:返回根结点
Status returnRootNode(const BITREEPOINTER* T)
{
	system("cls");//清屏
	printf("当前选的为--10:返回根结点--\n");
	
	if((*T)==NULL)
	{//检查(*T)是否初始化过 
		PleaseInit();
		return ERROR;
	}
	if((*T)->data[0]==0)
	{
		printf("请先创建元素吧\n");
		return ERROR;
	}
	printf("当前二叉树的根节点元素为:%c\n",(*T)->data[1]);
	return OK;	
}



//请先初始化样式
Status PleaseInit(void)
{
		printf("**************\n");
		printf("*请先初始化  *\n");
		printf("**************\n\n");
}

二、代码中重要的函数或语句

(一)、

typedef struct biTree{
	char data[MAXSIZE];
}BITREE,*BITREEPOINTER;

上面定义了一个用于存取二叉树顺序结构的数组
(二)、创建二叉树

char getChar[SIZE];
	int inputLength,i;
	printf("'#'表示空结点,请输入你要初始化的二叉树元素字符串(注意范围(1-%d)):",SIZE-2);
	fflush(stdin);//清除缓冲区的换行符 
	fgets(getChar,SIZE,stdin);

	if(getChar[strlen(getChar)-1]!='\n')
	{//判断是否超过范围 
		printf("输入超过范围!\n");
		fflush(stdin);
		return ERROR;
	}
	getChar[strlen(getChar)-1]='\0'; //如果没有超过范围,去掉其中的换行符 
	inputLength=strlen(getChar);
	(*T)->data[0]=inputLength;//存储二叉树链表的元素个数 
	
	for(i=1;i<=inputLength;i++)
	{
		(*T)->data[i]=getChar[i-1]; 
	}
	fflush(stdin);//清除缓冲区 
	printf("创建成功!\n");

在创建二叉树的时候，要注意fgets函数的特性，它会在输入一行结束后加上\n\0，在一个超过范围的输入时它会在一行中加入\0不加\n，所以你可以通过该特性判断输入的元素是否超过范围。
(*T)->data[0]在0的位置存入的是输入字符串的大小
(三)、返回二叉树的深度

int depth;
	depthPre=log10((*T)->data[0])/log10(2);
	depth=(int)ceil(depthPre);

在计算二叉树深度的时候，选用了log函数进行计算。计算的结果再向上取整，最后转换为int类型。因为二叉树的特殊性，在0号位置存储着二叉树元素的最大值。所以计算树的深度就可以log2((*T)->data[0])来计算。

注:#符号代表空元素(空树)

三、运行截图

①:初始化下图的二叉树，并返回根节点


根节点为

②:查看树的深度以后兄弟结点

③：层序遍历二叉树

如有错误欢迎指出