《数据结构与算法》实验报告三
——二叉树的操作与应用
一.实验目的
熟悉二叉链表存储结构的特征,掌握二叉树遍历操作及其应用
二.实验要求(题目)
说明:以下题目中(一)为全体必做,(二)(三)任选其一完成
(一)从键盘输入二叉树的扩展先序遍历序列,建立二叉树的二叉链表存储结构;
(二)分别用递归和非递归算法实现二叉树的三种遍历;
(三)模拟WindowsXP资源管理器中的目录管理方式,模拟实际创建目录结构,并以二叉链表形式存储,按照凹入表形式打印目录结构(以扩展先序遍历序列输入建立二叉链表结构),如下图所示: (基本要求:限定目录名为单字符;扩展:允许目录名是多字符组合)
三.分工说明
一起编写、探讨流程图,根据流程图分工编写算法,共同讨论修改,最后上机调试修改。
四.概要设计
实现算法,需要链表的抽象数据类型:
ADT Binarytree {
数据对象:D是具有相同特性的数据元素的集合
数据关系R:
若D为空集,则R为空集,称binarytree为空二叉树;
若D不为空集,则R为{H},H是如下二元关系;
(1)在D中存在唯一的称为根的数据元素root,它在关系H下无前驱;
(2)若D-{root}不为空,则存在D-{root}={D1,Dr},且D1∩Dr为空集;
(3)若D1不为空,则D1中存在唯一的元素x1,<root,x1>∈H,且存在D1上的关系H1是H的子集;若Dr不为空集,则Dr中存在唯一的元素Xr,<root,Xr>∈H,且存在Dr上的关系Hr为H的子集;H={<root,x1>,<root,Xr>,H1,Hr};
(4) (D1,{H1})是一颗符合本定义的二叉树,称为根的左子树,(Dr,{Hr})是一颗符合本定义的二叉树,称为根的右子树。
基本操作:
Creatbitree(&S,definition)
初始条件:definition给出二叉树S的定义
操作结果:按definition构造二叉树S
counter(T)
初始条件:二叉树T已经存在
操作结果:返回二叉树的总的结点数
onecount(T)
初始条件:二叉树T已经存在
操作结果:返回二叉树单分支的节点数
Clearbintree(S)
初始条件:二叉树S已经存在
操作结果:将二叉树S清为空树
Bitreeempty(S)
初始条件:二叉树S已经存在
操作结果:若S为空二叉树,则返回TRUE,否则返回FALSE
Bitreedepth(S,&e)
初始条件:二叉树S已经存在
操作结果:返回S的深度
Parent(S)
初始条件:二叉树S已经存在,e是S中的某个结点
操作结果:若e是T的非根结点,则返回它的双亲,否则返回空
Preordertraverse(S)
初始条件:二叉树S已经存在,Visit是对结点操作的应用函数。
操作结果:先序遍历S,对每个结点调用函数visit一次且仅一次。一旦visit失败,则操作失败。
Inordertraverse (S,&e)
初始条件:二叉树S已经存在,Visit是对结点操作的应用函数。
操作结果:中序遍历S,对每个结点调用函数visit一次且仅一次。一旦visit失败,则操作失败。
Postordertraverse (&S,e)
初始条件:二叉树S已经存在,Visit是对结点操作的应用函数。
操作结果:后序遍历S,对每个结点调用函数visit一次且仅一次。一旦visit失败,则操作失败。
}ADT Binarytree
五、详细设计
扩展先序遍历:
# include<stdio.h>
# include<stdlib.h>
#include<string.h>
typedef struct binarytree
{
char data;
struct binarytree *lchild,*rchild;
}BiTreeNode,*BiTree;
void CreateBiTree(BiTree *bt)
{char ch;
ch=getchar();
if(ch=='.') *bt=NULL;
else
{
*bt=(BiTreeNode *)malloc(sizeof(BiTreeNode));
(*bt)->data=ch;
CreateBiTree(&((*bt)->lchild));
CreateBiTree(&((*bt)->rchild));
}
}
void PreOder(BiTree root)
{if(root!=NULL)
{printf("%4c",root->data);
PreOder(root->lchild);
PreOder(root->rchild);
}
}
main()
{
BiTree root;
CreateBiTree(&root);
printf("先序遍历:\n");
PreOder(root);
}
递归算法:
#include "stdio.h"
#define PR printf
#define ERROR 0
#define MAX 100
/*============================建立各结构体===============================*/
typedef struct node
{
char data; /*数据域*/
struct node *lchild;
struct node *rchild; /*结点的左右指针,分别指向结点的左右孩子*/
}BTNode;
typedef BTNode *DataType;
typedef struct
{
DataType data[MAX];
int top;
}SeqStack;
SeqStack *s;
/*============================栈的操作===================================*/
SeqStack *createemptystacks() /*创建一个空栈*/
{
SeqStack *s;
s=(SeqStack*)malloc(sizeof(SeqStack));
s->top=0;
return s;
}
int stackemptys(SeqStack *s) /*判栈空*/
{
return s->top==0;
}
int stackfulls(SeqStack *s) /*判栈满*/
{
return s->top==MAX;
}
void pushs(SeqStack *s,DataType x) /*进栈*/
{
if(stackfulls(s))
PR("over flow\n");
else抽象类的使用
s->data[s->top++]=x;
}
void pops(SeqStack *s) /*退栈*/
{
if(stackemptys(s))
PR("underflow\n");
else
s->top--;
}
DataType gettops(SeqStack *s) /*栈非空时取栈顶元素*/
{
return s->data[s->top-1];
}
/*============================建立二叉树==================================*/
BTNode *createbintree() /*输入扩充的先序序列,建立二叉树*/
{
BTNode *t;
char x;
scanf("%c",&x);
if(x=='#')
t=NULL; /*读入#,返回空指针 */
else
{
t=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode)); /*生成结点*/
t->data=x;
t->lchild=createbintree(); /*构造左子树*/
t->rchild=createbintree(); /*构造右子树*/
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