显示二叉树（C语言实现）
**问题描述：**
函数DisplayTree（）输出二叉树的直观示意图。传递给DisplayTree（）的参数有
树根、所有数据值的最大宽度dataWidth以及屏幕的宽度screenWidth。
**基本要求及提示：**
宽度参数使我们能对屏幕输出进行安排。
假设dataWidth是2。而screenWidth为64=2的6次幂。
宽度为2的幂使得我们可以逐层对数据的组织进行描述。
因为不能确定树的结构，所以假定屏幕空间可以容纳完全二叉树。
假设结点实在坐标（level，indentedSpace）处画出。
第1层：根在（1,32）处画出。
第2层：因为根结点缩进32个空格，所以下一层的偏移量（offset）为32/2=16= screenWidth/2的2次幂。
第2层的两个结点的位置分别为（2，32- offset）和（2，32+offset）。
即（2,16）和（2,48）。
第3层：第3层的偏移量（offset）为screenWidth/2的3次幂。
第3层的4个结点的位置分别为（3，16- offset）、（3，16+offset）、（3，48- offset）和（3，48+offset）。
即（3,8）、（3,24）、（3,40）和（3,56）。
第i层的偏移量（offset）为screenWidth/2的i次幂
第i层的每个结点的位置是访问第i-1层其双亲结点时确定的。假设其双亲位置是（i-1，parentPos）。
若其第i层的结点是左孩子，那么它的位置是（i，parentPos-offset）；若是右孩子则位置为（i，parentPos+offset）。
DisplayTree（）函数用两个队列和按层遍历树中的结点。
队列Q中存放结点，二队列QI中则以记录类型Info存放结点的层次和打印位置。
当结点被加入到Q中时，相应的打印信息也被存储到QI中，在结点访问期间这些项被相继删除。
代码实现
#include
#include
#define ElemType char
//结构体定义
typedef struct Node {
ElemType data;
struct Node *LChild;
struct Node *RChild;
} BinNode, *BinTree;
typedef struct QueueNode {
BinTree data;
struct QueueNode *next;
} QueueNode;
typedef struct LinkQueue
{
QueueNode *front;
QueueNode *rear;
} LinkQueue;
/*
* 结点的层次、打印位置、
* 是否在同一层次和与输出的空格数
*/
typedef struct NodeInfo {
int level;
int pos;
int enter;
int spacenum;
} NodeInfo;
typedef struct QueueNodeInfo {
NodeInfo data;
struct QueueNodeInfo *next;
} QueueNodeInfo;
typedef struct NodeInfoQueue {
QueueNodeInfo *front;
QueueNodeInfo *rear;
} NodeInfoQueue;
//函数声明
int menu_select();
BinTree CreateBinTree(BinTree bt);
void LevelOrder(BinTree bt);
void InitQueue(LinkQueue *Q);
void EnQueue(LinkQueue *Q, BinTree bt);
BinTree DeQueue(LinkQueue *Q);
void InitQueueInfo(NodeInfoQueue *QI);
void EnQueueInfo(NodeInfoQueue *QI, NodeInfo NI);
NodeInfo DeQueueInfo(NodeInfoQueue *QI);
void DisplayTree(BinTree bt, int dataWidth, int screenWidth);
// main()函数
int main() {
BinTree bt;
int screenWidth=64;
int dataWidth=2;
for (;;) {
switch(menu_select()) {
case 1:
printf("1、建立二叉树\n");
bt = CreateBinTree(bt);
break;
case 2:
printf("2、层次遍历\n");
LevelOrder(bt);
break;
case 3:
printf("3、显示二叉树\n");
DisplayTree(bt, dataWidth, screenWidth);
break;
case 0:
printf("再见！！\n");
free(bt);
return 0;
}
}
}
//菜单驱动程序
int menu_select() {
int sn;
printf("=========功能菜单============\n");
printf(" 1、建立二叉树\n");
printf(" 2、层次遍历\n");
printf(" 3、显示二叉树\n");
printf(" 0、退出程序\n");
printf("==============================\n");
printf(" 请选择0--3：");
for (;;) {
scanf("%d", &sn);
getchar();
if (sn < 0 || sn > 3)
printf("\n输入选择错误，请重新选择 0--3：");
else
break;
}
return sn;
}
/*
TODO：
功能描述：创建二叉树操作
1、按扩展的先序次序输入二叉树中结点的值，
#字符表示空子树，创建二叉链表表示的二叉树
(BinTree) malloc(sizeof(BinNode))，
将字符赋给节点中的data
例：
输入格式：AB##C##
二叉树：
A
B C
参数：(BinTree bt) 树的指针
返回值： BinTree 树的指针
*/
BinTree CreateBinTree(BinTree bt) {
char ch;
BinTree p;
p=bt;
ch=getchar();
if(ch=='#'){
p=NULL;
}
else{
p=(BinTree) malloc(sizeof(BinNode));
p->data=ch;
p->LChild=CreateBinTree(p);
p->RChild=CreateBinTree(p);
}
return p;
}
/*
TODO：
功能描述：执行队列初始化操作
参数：(LinkQueue *Q) 队列结构的指针
返回值： void
*/
void InitQueue(LinkQueue *Q) {
QueueNode *qNode = (QueueNode *) malloc(sizeof(QueueNode));
Q->front = qNode;
Q->rear = qNode;
Q->front->next = NULL;
}
/*
TODO：
功能描述：执行入队操作
参数：(LinkQueue *Q, BinTree bt) 队列结构的指针与入队元素值
返回值： void
*/
void EnQueue(LinkQueue *Q, BinTree bt) {
QueueNode *qNode = (QueueNode *) malloc(sizeof(QueueNode));
qNode->data = bt;
Q->rear->next = qNode;
Q->rear = qNode;
}
/*
TODO：
功能描述：执行出队操作
参数：(LinkQueue *Q, BinTree bt) 队列结构的指针与入队元素值
返回值： BinTree 树的节点指针
*/
BinTree DeQueue(LinkQueue *Q) {
QueueNode *qNode = Q->front->next;
BinTree bt = qNode->data;
Q->front->next = qNode->next;
if (qNode == Q->rear) {
Q->rear = Q->front;
}
free(qNode);
return bt;
}
/*
TODO：
功能描述：执行队列初始化操作
参数：(NodeInfoQueue *QI) 节点队列信息结构的指针
返回值： void
*/
void InitQueueInfo(NodeInfoQueue *QI) {
QueueNodeInfo *qNodeInfo = (QueueNodeInfo *) malloc(sizeof(QueueNodeInfo));
QI->front = qNodeInfo;
QI->rear = qNodeInfo;
QI->front->next = NULL;
}
/*
TODO：
功能描述：执行入队操作
参数：(NodeInfoQueue *QI, NodeInfo NI) 节点队列信息结构的指针与入队元素值
返回值： void
*/
void EnQueueInfo(NodeInfoQueue *QI, NodeInfo NI) {
QueueNodeInfo *qNodeInfo = (QueueNodeInfo *) malloc(sizeof(QueueNodeInfo));
qNodeInfo->data = NI;
QI->rear->next = qNodeInfo;
QI->rear = qNodeInfo;
}
/*
TODO：
功能描述：执行出队操作
参数：(NodeInfoQueue *QI) 队列结构的指针
返回值： NodeInfo 树的节点的信息
*/
NodeInfo DeQueueInfo(NodeInfoQueue *QI) {
QueueNodeInfo *qNodeInfo = QI->front->next;
NodeInfo nInfo = qNodeInfo->data;
QI->front->next = qNodeInfo->next;
if (qNodeInfo == QI->rear) {
QI->rear = QI->front;
}
free(qNodeInfo);
return nInfo;
}
// 换行
void LineFeed() {
printf("\n");
}
// 空格
void vBlank() {
printf(" ");
}
// 数据展示
void Visit(ElemType data) {
printf("%2c", data);
}
/*
TODO：
功能描述：层次遍历二叉树操作
1、从根节点开始，从上至下逐层遍历，
在同一层中，从左到右逐一显示。
2、显示全部节点末尾调用换行函数
3、换行：
调用函数 void LineFeed()
数据打印：
调用函数 void Visit(ElemType data)
参数： (BinTree bt) 树的指针
返回值： void
*/
void LevelOrder(BinTree bt) {
if(bt==NULL) {
printf("空");
return;
}
LinkQueue q;
BinTree p;
InitQueue(&q);
EnQueue(&q,bt);
while(q.front!=q.rear){
p=DeQueue(&q);
Visit(p->data);
if(p->LChild) EnQueue(&q,p->LChild);
if(p->RChild) EnQueue(&q,p->RChild);
}
LineFeed();
}
/*
TODO：
功能描述：显示二叉树操作
1、从根节点开始，从上至下逐层遍历，
在同一层中，从左到右逐一访问。
2、数据值的最大宽度dataWidth=2以及屏幕的宽度screenWidth=64。
第i层的偏移量（offset）为screenWidth/2的i次幂。
第i层的每个结点的位置是访问第i-1层其双亲结点时确定的。
假设其双亲位置是（i-1，parentPos）。
若其第i层的结点是左孩子，那么它的位置是（i，parentPos-offset）；
若是右孩子则位置为（i，parentPos+offset）。
3、用两个队列和按层遍历树中的结点。
队列LinkQueue中存放结点，二队列NodeInfoQueue中则以记录类型Info存放结点的层次和打印位置。
当结点被加入到LinkQueue中时，相应的打印信息也被存储到NodeInfoQueue中
4、显示全部节点末尾调用换行函数
5、换行：
调用函数 void LineFeed()
空格：
调用函数 void vBlank()
数据打印：
调用函数 void Visit(ElemType data)
参数：(BinTree bt, int dataWidth, int screenWidth) 树的指针数据值的最大宽度与屏幕的宽度
返回值：void
*/
void DisplayTree(BinTree bt, int dataWidth, int screenWidth) {
if(!bt) return;
LineFeed();
dataWidth=2;
screenWidth=64;
int j,n,set,i;
BinTree e=bt,t=bt;
NodeInfo NI;
LinkQueue Q1;
NodeInfoQueue Q2;
InitQueue(&Q1);
InitQueueInfo(&Q2);
EnQueue(&Q1,bt);
NI.level=1;
NI.pos=screenWidth/pow(2,NI.level);
n=NI.pos;
j=1;
NI.enter=1;
NI.spacenum=NI.pos-1;
EnQueueInfo(&Q2, NI);
e=DeQueue(&Q1);
NI=DeQueueInfo(&Q2);
for(i=1;i Visit(e->data); while(1){ if(e->LChild){ EnQueue(&Q1,e->LChild); NI.level++; NI.enter++; set=screenWidth/pow(2,NI.level); NI.pos=n-set; NI.spacenum=NI.pos-1; EnQueueInfo(&Q2, NI); } if(e->RChild){ if(!e->LChild){ NI.level++; NI.enter++; } set=screenWidth/pow(2,NI.level); NI.pos=n+set; NI.spacenum=NI.pos-1; EnQueue(&Q1,e->RChild); EnQueueInfo(&Q2, NI); } e=DeQueue(&Q1); NI=DeQueueInfo(&Q2); if(NI.level==j+1){ LineFeed(); for(i=1;i vBlank(); } else{ for(i=1;i } Visit(e->data); n=NI.pos; j=NI.enter; if(Q1.front==Q1.rear&&e->LChild==NULL&&e->RChild==NULL){ LineFeed(); return 0 ; } } }