数据结构实验——二叉树的常见操作
要求：
⑴输入字符序列，建立二叉链表。
⑵中序遍历二叉树：递归算法。
⑶中序遍历二叉树：非递归算法。（最好也能实现先序，后序非递归算法）
⑷求二叉树的高度。
⑸求二叉树的叶子个数。
*⑹将二叉链表视为森林的孩子兄弟链表，计算森林中叶子个数。
*⑺建立中序线索二叉树，并实现中序遍历。
⑻借助队列实现二叉树的层次遍历。
⑼在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define NULL 0
#define N 10
typedef int ELEMTP;
typedef struct node
{
ELEMTP data;
struct node *lchild,*rchild;
} TNode;
//创建二叉树
TNode * create_tree()
{
TNode *t;
ELEMTP x;
cin>>x;
if(x!=0)
{
t=new TNode;
t->data=x;
t->lchild=create_tree();
t->rchild=create_tree();
}
else
t=NULL;
return t;
}
//创建二叉树的另一种方法
void create_tree1(TNode **t)
{
ELEMTP x;
cin>>x;
if(x==0)
*t=NULL;
else
{
*t=new TNode;
(*t)->data=x;
create_tree1(&((*t)->lchild));
create_tree1(&((*t)->rchild));
}
}
//递归先序遍历二叉树
void preorder(TNode *t)
{
if(t)
{
cout<<t->data<<" ";
preorder(t->lchild);
preorder(t->rchild);
}
}
// 递归中序遍历二叉树
void inorder(TNode *t)
{
if(t)
{
inorder(t->lchild);
cout<<t->data<<" ";
inorder(t->rchild);
}
}
//递归后序遍历二叉树
void pasorder(TNode *t)
{
if(t)
{
pasorder(t->lchild);
pasorder(t->rchild);
cout<<t->data<<" ";
}
}
//递归算法求二叉树叶子结点数
void count_leaf(TNode *t,int *n)
{
if(t)
{
if(t->lchild==NULL && t->rchild==NULL)
(*n)++;
count_leaf(t->lchild,n);
count_leaf(t->rchild,n);
}
}
//递归算法求二叉树的高度
int hight_bit(TNode *t)
{
int l,h;
if(t)
{
l=hight_bit(t->lchild);
h=hight_bit(t->rchild);
if(l>h)
return l+1;
else
return h+1;
}
else
return 0;
}
//递归算法将二叉树的左右子数交换
void exchange(TNode **t)
{
TNode *p;
if(*t)
{
exchange(&((*t)->lchild));
exchange(&((*t)->rchild));
p=(*t)->lchild;
(*t)->lchild=(*t)->rchild;
(*t)->rchild=p;
}
}
//非递归先序遍历算法
void preorder1(TNode *t)
{
TNode * s[N],*p;
int top;
top=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
while(p)
{
cout<<p->data<<" ";
top++;
s[top]=p;
p=p->lchild;
}
if(top>0)
{
p=s[top];
--top;
p=p->rchild;
}
}
}
//二叉树中序非递归算法
void inorder1(TNode *t)
{
TNode *p,*s[N];
int top;
top=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
while(p)
{
top++;
s[top]=p;
p=p->lchild;
}
if(top>0)
{
p=s[top];
top--;
cout<<p->data<<" ";
p=p->rchild;
}
}
}
//二叉树后根非递归算法
void pasorder1(TNode *t)
{
struct
{
TNode *pp;
int tag;
} ss[N];
int top;
TNode *p;
top=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
while(p)
{
top++;
ss[top].tag=0;
ss[top].pp=p;
p=p->lchild;
}
if(top>0)
if(ss[top].tag==0)
{
ss[top].tag=1;
p=ss[top].pp;
p=p->rchild;
}
else
{
p=ss[top].pp;
cout<<p->data<<" ";
top--;
p=NULL;
}
}
}
//非递归先序方法求二叉数叶子结点数
void count_leaf1(TNode *t,int *n)
{
TNode *s[N],*p;
int top;
top=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
if(p)
{
if(p->lchild==NULL && p->rchild==NULL)
(*n)++;
top++;
s[top]=p;
p=p->lchild;
}
else
{
p=s[top];
top--;
p=p->rchild;
}
}
}
//非递归中序求二叉树叶子结点数
int count_leaf2(TNode *t)
{
int n,top;
TNode *s[N],*p;
n=0;
top=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
while(p)
{
top++;
s[top]=p;
p=p->lchild;
}
p=s[top];
top--;
if(p->lchild==NULL && p->rchild==NULL)
n++;
p=p->rchild;
}
return n;
}
//非递归后序求二叉树叶子结点数
int count_leaf3(TNode *t)
{
struct
{
TNode *pp;
int tag;
} s[N],ss;
int top,n;
TNode *p;
top=0;
n=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
while(p)
{
top++;
s[top].pp=p;
s[top].tag=0;
p=p->lchild;
}
ss=s[top];
top--;
if(ss.tag==0)
{
ss.tag=1;
top++;
s[top]=ss;
p=ss.pp->rchild;
}
else
{
p=ss.pp;
if(p->lchild==NULL && p->rchild==NULL)
n++;
p=NULL;
}
}
return n;
}
//求给定结点的所有祖先和祖先数
int count_zx(TNode *t,ELEMTP x)
{
struct
{
TNode *pp;
int tag;
} s[N],ss;
int top,n;
TNode *p;
top=0;
n=0;
p=t;
while( p || top>0)
{
while(p)
{
top++;
s[top].pp=p;
s[top].tag=0;
p=p->lchild;
}
ss=s[top];
top--;
if(ss.tag==0)
{
ss.tag=1;
top++;
s[top]=ss;
p=ss.pp->rchild;
}
else
{
if(ss.pp->data==x)
break;
p=NULL;
}
}
cout<<"the zx wei:"<<endl;
for(n=1; n<=top; n++)
{
p=s[n].pp;
cout<<p->data<<" ";
}
return top;
}
//非递归算法求二叉树的高度算法
int hight_bit1(TNode *t)
{
TNode * s[N];
ELEMTP node[N];//保存叶子结点
int top,i,j,h,n;
TNode *p;
top=0;
n=0;
p=t;
while(p || top>0)
{
if(p)
{
if(p->lchild==NULL && p->rchild==NULL)
node[n++]=p->data;
top++;
s[top]=p;
p=p->lchild;
}
else
{
p=s[top];
top--;
p=p->rchild;
}
}
cout<<"the leaf is:";
for(i=0; i<n; i++)
cout<<node[i];
h=-32767;
for(i=0; i<n; i++)
if(h<count_zx(t,node[i])) //求所在叶结点的祖先数
h= count_zx(t,node[i])+1;
return h+1;
}
int main()
{
TNode *t;
int num;
// t=create_tree();
create_tree1(&t);
preorder(t);
cout<<endl;
// preorder1(t);
// cout<<endl;
// inorder(t);
// cout<<endl;
// inorder1(t);
// cout<<endl;
// pasorder(t);
// cout<<endl;
// pasorder1(t);
// cout<<endl;
num=0;
// count_leaf(t,&num);
// count_leaf1(t,&num);
//num=count_leaf2(t);
num=count_leaf3(t);
cout<<"the binary tree's leaf is:"<<num<<"个";
cout<<endl;
//求给定结点的所有祖先和祖先数
num=count_zx(t,6);
cout<<endl<<num;
cout<<endl;
//递归算法求二叉树的高度
//num= hight_bit(t);
//cout<<"the binary tree's hight is:"<<num;
//cout<<endl;
//num=hight_bit1(t);
// cout<<"the hight is:"<<num;
//递归算法将二叉树的左右子数交换
// exchange(&t);
// cout<<endl;
// preorder(t);
return 0;
}
作者：王老师
（Yran有改动）