二叉树的先序中序后序递归非递归遍历，插入删除等操作

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习题：实现二叉树的生成、先序遍历、中序遍历、后序遍历，统计二叉树的叶子结点、非叶子结点

程序中已给出二叉树生成函数CreateBiTree、先序遍历函数PreOrderTraverse和统计二叉树的叶子结点函数NonLeafCount

 基本要求(必做)：
1、将中序遍历(InOrderTraverse)、后序遍历(PostOrderTraverse)函数补充完整
2、将统计二叉树的非叶子结点函数NonLeafCount补充完整
3、程序中存在一个显著错误，请找出后改正之


选作：在程序中实现以下功能
1、求二叉树的根结点Root(T)
2、求某结点的父结点Parent(T,e)
3、求结点的左孩子LeftChild(T,e)
4、求结点的右孩子RightChild(T,e)
5、求结点的左兄弟LeftSibling(T,e)
6、求结点的右兄弟RightSibling(T,e)
7、插入孩子结点InsertChild(T,p,LR,c)
8、删除孩子结点DeleteChild(T,p,LR)


注意:
1、程序运行时，设初始输入序列为"ABC  DE G  F    "
2、本作业成绩按最后完成的功能多少评分
******************************************************************************************/


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <stack>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
int leaf_num;//叶子结点数目
int non_leaf_num;

typedef char TElemType;  //定义树中结点的数据域的类型为字符型
typedef struct BiTNode //树的存储结构的定义
{
	TElemType data; //结点的数据域
	struct BiTNode * lchild, *rchild; //结点的左右孩子指针
} BiTNode, *BiTree;

void CreateBiTree(BiTree & T)//按先序序列创建二叉树 "ABC  DE G  F    "
{
	TElemType ch;
	scanf("%c", &ch);

	while (ch == '\n')
	{
		scanf("%c", &ch);    //吃掉一些讨厌的回车
	}

	if (ch == ' ')
	{
		T = NULL;
	}
	else
	{
		T = (BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode));
		T->data = ch;
		CreateBiTree(T->lchild);
		CreateBiTree(T->rchild);
	}
}

void PreOrderTraverse(BiTree T)  //先序遍历
{
	if (T)
	{
		printf("%c", T->data); //访问根结点
		PreOrderTraverse(T->lchild);  //先序访问左子树
		PreOrderTraverse(T->rchild);  //先序访问右子树
	}
}

void InOrderTraverse(BiTree T)//中序递归遍历
{
	if (T)
	{
		InOrderTraverse(T->lchild);  //中序访问左子树
		printf("%c", T->data);
		InOrderTraverse(T->rchild);  //中序访问右子树
	}
}
void InOrderTraverse_2(BiTree T)//中序非递归遍历
{
	stack<BiTree> S;
	BiTree p;
	S.push(T);

	while (!S.empty())
	{
		p = S.top();

		while (p)
		{
			S.push(p->lchild);
			p = p->lchild;
		}

		S.pop();

		if (!S.empty())
		{
			p = S.top();
			S.pop();

			if (p->data == ' ')
			{
				return;
			}

			printf("%c", p->data);
			S.push(p->rchild);
		}
	}
}

void PostOrderTraverse(BiTree T) //后序遍历
{
	if (T)
	{
		PostOrderTraverse(T->lchild);  //后序访问左子树
		PostOrderTraverse(T->rchild);  //后序访问右子树
		printf("%c", T->data);
	}
}

void LeafCount(BiTree T)//统计二叉树叶子结点数目
{
	if (T)
	{
		if (T->lchild == NULL && T->rchild == NULL) //判断条件：当前结点无左右孩子则该结点为叶子结点
		{
			leaf_num++;    //计算器加1
		}

		LeafCount(T->lchild);//若非叶子结点则分别统计其左、右子树
		LeafCount(T->rchild);
	}
}

void NonLeafCount(BiTree T)//统计二叉树非叶子结点数目
{
	if (T)
	{
		if (T->lchild != NULL || T->rchild != NULL) //判断条件：当前结点有右孩子则该结点为非叶子结点
		{
			non_leaf_num++;    //计算器加1
		}

		NonLeafCount(T->lchild);//若非叶子结点则分别统计其左、右子树
		NonLeafCount(T->rchild);
	}
}
void Find(char f, char e, BiTree T) //找得到了父结点就找到了一切
{
	if (!T)
	{
		printf("树为空，请先建树!\n");
		return;
	}

	BiTree par, now;
	int flag = 0; // 1 左, 2 右;

	if (T->data == e)
	{
		if (f == 'b')
		{
			printf("%c 没有父结点\n", e);
		}
		else if (f == 'c')
		{
			if (T->lchild)
			{
				printf("左孩子是 %c\n", T->lchild->data);
			}
			else
			{
				printf("%c 没有左孩子结点\n", e);
			}
		}
		else if (f == 'd')
		{
			if (T->rchild)
			{
				printf("右孩子是 %c\n", T->rchild->data);
			}
			else
			{
				printf("%c 没有右孩子结点\n", e);
			}
		}
		else if (f == 'e')
		{
			printf("%c 没有左兄弟\n", e);
		}
		else
		{
			printf("%c 没有右兄弟\n", e);
		}
		return;
	}

	stack<BiTree> S;

	while (T || !S.empty()) //先序非递归遍历
	{
		while (T)
		{
			S.push(T);

			if (T->lchild) //先判断该结点是否有左孩子结点
				if (T->lchild->data == e) //再判断左孩子结点是否和e相等
				{
					flag = 1;
					par = T;
					now = T->lchild;
					break;
				}

			if (T->rchild) //先判断该结点是否有右孩子结点
				if (T->rchild->data == e) //再判断右孩子结点是否和e相等
				{
					flag = 2;
					par = T;
					now = T->rchild;
					break;
				}

			T = T->lchild;
		}

		if (flag != 0)
		{
			break;
		}

		T = S.top();
		S.pop();
		T = T->rchild;
	}

	if (!flag)
	{
		printf("没有这个结点\n");
		return;
	}

	if (f == 'b')
	{
		printf("%c 的父结点是%c\n", e, par->data);
	}
	else if (f == 'c')
	{
		if (!now->lchild)
		{
			printf("%c 没有左孩子结点\n", e);
		}
		else
		{
			printf("%c 左孩子是 %c\n", e, now->lchild->data);
		}
	}
	else if (f == 'd')
	{
		if (!now->rchild)
		{
			printf("%c 没有右孩子结点\n", e);
		}
		else
		{
			printf("%c 右孩子是 %c\n", e, now->rchild->data);
		}
	}
	else if (f == 'e')
	{
		if (flag == 1 || !par->lchild)
		{
			printf("%c 没有左兄弟结点\n", e);
		}
		else
		{
			printf("%c 的左兄弟结点是 %c\n", e, par->lchild->data);
		}
	}
	else
	{
		if (flag == 2 || !par->rchild)
		{
			printf("%c 没有右兄弟结点\n", e);
		}
		else
		{
			printf("%c 的右兄弟结点是 %c\n", e, par->rchild->data);
		}
	}
}

void Insert(BiTree & TT) //插入树
{
	int LR;
	char p,  flag;
	BiTree now, next, C, f, T = TT;
	stack<BiTree> S;
	printf("请先建立要插入的树\n");
	CreateBiTree(C);
	f = C;
	printf("请输入p(结点),LR(左孩子右孩子0,1):\t");
	scanf(" %c%d", &p, &LR);

	while (T || !S.empty()) //先序非递归遍历
	{
		while (T)
		{
			S.push(T);

			if (T->data == p) //再判断左孩子结点是否和e相等
			{
				flag = 1;
				now = T;
				break;
			}

			T = T->lchild;
		}

		if (flag != 0)
		{
			break;
		}

		T = S.top();
		S.pop();
		T = T->rchild;
	}

	if (!flag || LR > 1)
	{
		printf("没有结点 %c 或 LR输入错误\n", p);
		return;
	}

	if (LR == 0)
	{
		next = now->lchild;
		now->lchild = C;
	}
	else
	{
		next = now->rchild;
		now->rchild = C;
	}

	while (f->rchild) //p所指结点的原有左子树或右子树成为c的右子树
	{
		f = f->rchild;
	}

	f->rchild = next;
}
void destroyBiTree(BiTree & T) //删除树
{
	if (T)
	{
		destroyBiTree(T->lchild);
		destroyBiTree(T->rchild);
		free(T);
		T = NULL;
	}
}
void DelChild(BiTree & TT, char p, int LR)
{
	BiTree now, T = TT;
	int flag = 0;
	stack <BiTree> S;

	while (T || !S.empty()) //先序非递归遍历
	{
		while (T)
		{
			S.push(T);

			if (T->data == p) //再判断左孩子结点是否和e相等
			{
				flag = 1;
				now = T;
				break;
			}

			T = T->lchild;
		}

		if (flag != 0)
		{
			break;
		}

		T = S.top();
		S.pop();
		T = T->rchild;
	}

	if (!flag || LR > 1)
	{
		printf("没有结点 %c 或 LR输入错误\n", p);
		return;
	}

	if (LR == 0)
	{
		destroyBiTree(now->lchild);
	}
	else
	{
		destroyBiTree(now->rchild);
	}
}
int main()
{
	//freopen("1.txt", "r", stdin);
	BiTree bt;
	int flag = 1, LR; //用于switch语句的控制位
	char option, e, c;//用户输入字符

	/** 按先序输入二叉树序列，构造二叉树**/
	printf("构造二叉树，请按先序输入二叉树序列\n");
	CreateBiTree(bt);

	while (flag)
	{
		printf("\n请选择：\n");
		printf("1. 构造新二叉树\n");
		printf("2. 二叉树先序遍历\n");
		printf("3. 二叉树中序遍历\n");
		printf("4. 二叉树后序遍历\n");
		printf("5. 统计二叉树叶子结点数目\n");
		printf("6. 统计二叉树非叶子结点数目\n");
		printf("a、求二叉树的根结点\n");
		printf("b、求某结点的父结点Parent(T,e)\n");
		printf("c、求结点的左孩子LeftChild(T,e)\n");
		printf("d、求结点的右孩子RightChild(T,e)\n");
		printf("e、求结点的左兄弟LeftSibling(T,e)\n");
		printf("f、求结点的右兄弟RightSibling(T,e)\n");
		printf("g、插入孩子结点InsertChild(T,p,LR,c)\n");
		printf("h、删除孩子结点DeleteChild(T,p,LR)\n");
		printf("7. 退出程序\n");

		scanf(" %c", &option);
		system("cls");

		switch (option)
		{
			case '1':
				printf("请输入二叉树序列:\n");
				CreateBiTree(bt);
				break;

			case '2':
				printf("二叉树先序遍历结果:  ");
				PreOrderTraverse(bt);
				printf("\n");
				break;

			case '3':
				printf("二叉树中序递归遍历结果:   ");
				InOrderTraverse(bt);
				printf("    中序非递归遍历结果:   ");
				InOrderTraverse_2(bt);
				printf("\n");
				break;

			case '4':
				printf("二叉树后序遍历结果:   ");
				PostOrderTraverse(bt);
				printf("\n");
				break;

			case '5':
				leaf_num = 0;
				LeafCount(bt);
				printf("二叉树叶子结点数目:   %d\n", leaf_num);
				break;

			case '6':
				non_leaf_num = 0;
				NonLeafCount(bt);
				printf("二叉树叶非子结点数目:   %d\n", non_leaf_num);
				break;

			case 'a':
				printf("二叉树的根节点是:\t%c\n", bt->data);
				break;

			case 'b':
				printf("请输入该点(求父结点):\t");
				scanf(" %c", &e);
				Find(option, e, bt);
				break;

			case 'c':
				printf("请输入该点(求左孩子):\t");
				scanf(" %c", &e);
				Find(option, e, bt);
				break;

			case 'd':
				printf("请输入该点(求右孩子):\t");
				scanf(" %c", &e);
				Find(option, e, bt);
				break;

			case 'e':
				printf("请输入该点(求左兄弟):\t");
				scanf(" %c", &e);
				Find(option, e, bt);
				break;

			case 'f':
				printf("请输入该点(求右兄弟):\t");
				scanf(" %c", &e);
				Find(option, e, bt);
				break;

			case 'g':
				Insert(bt);
				break;

			case 'h':
				printf("请输入要删除的结点p的LR(0,1): ");
				scanf(" %c %d", &c, &LR);
				DelChild(bt, c, LR);
				break;

			case '7':
				flag = 0;
				printf("程序结束，按任意键退出！\n");
				break;

			default:
				{
					printf("输入错误，重新输入\n");
					break;
				}

				//
		}// end switch

		//option = getchar();
	}//end while

	return 0;
}//end