数据结构树和森林实验报告.docx

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数据结构树和森林实验报告

树和森林应用实验

实验报告

实验目的

（1）掌握树和森林的二叉链表表示方法。

（2）掌握树和二叉树的结构及算法之间的对应关系。

（3）掌握树的两种遍历算法及其应用。

实验运行环境

VisualC++

实验任务

为使实验程序简洁直观，下面的部分实验程序中的一些功能实现仍以调用库函数程序"trees.h"中的函数的形式给出，并假设该库函数中定义了树指针和结点类型分别为tree和tnode，以及部分常用运算，例如构建树（森林）、以某种方式显示树和森林等。

各运算的名称较为直观，因而易于理解。

读者可自行设计自己的库函数，也可到作者的网站下载。

说明2：

为便于数据的描述，和前面的实验一样，将测试数据结构列出，并以一个文件名的形式给出标注，例如测试数据名为tree1.tre的树，其具体结构形式参见附录中的树列表中的标有tree1.tre的树。

实验内容

第一题：

<1>将一棵树（或森林）转换为二叉树。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：

tree1.tre

第二组数据：

tree2.tre

实验准备：

用广义表来表示树的数据，保存到文件中，通过文件流来读入数据，并根据读入的数据来创建树

第二题：

<2>求森林的高度。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：

tree1.tre

第二组数据：

tree2.tre

第一组数据：

full41.cbt

第二组数据：

letter.cbt

实验准备：

遍历每一棵树，寻找高度的最大值。

可以设立一个私有成员来记录数的高度。

第三题：

<3>按层次方式遍历森林。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：

tree1.tre

第二组数据：

tree2.tre

实验准备：

先访问第一层结点，并将它放入队列中，并反复从队列中取结点，访问其孩子结点，直至访问到叶子结点。

第四题：

<4>输出一个森林中每个结点的值及其对应的层次数。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：

tree1.tre

第二组数据：

tree2.tre

实验准备：

使用递归函数来访问森林，同时输出层次数及结点值，使用形参来传递当前层次数

第五题：

<5>输出一个森林的广义表形式，如下图中的森林的输出为：

（a（b（c,d,e,f），g（h,i,j），k（l,m,n）），o（p（q）），r（s（t（u）），v（w（x,y,z））））

实验测试数据基本要求：

第一组数据：

tree1.tre

第二组数据：

tree2.tre

实验准备：

使用递归函数调用，若当前节点有左孩子，则先输出‘（’再访问下一节点，若当前节点的右指针不为空，则先输出‘,’再访问下一结点。

实验测试数据

实验程序

#include

usingnamespacestd;

typedefcharElemType;

#defineMAX200

typedefstructCSNode

{

ElemTypedata;

structCSNode*firstchild,*nejtsibling;

}

CSNode,*CSTree;

typedefstructBTNode

{

ElemTypedata;

structBTNode*lchild,*rchild;

}BTNode,*BTree;

classFOREST

{

public:

FOREST（）;

CSTreereturnT（）;//输出森林的根结点

BTreereturnBT（）;//输出森林的根结点

CSTreecreat（CSTree&T）;//创建森林

BTreechange（CSTree&T,BTree&BT1）;//将森林转换成为二叉树

voidfirst（CSTree&T,inti）;

//第一题：

按照先序遍历的方式来输出树林每个结点的值以及层次

voidsecond（CSTree&T）;//第五题：

输出一个森林的广义表形式

voidthird（constCSTree&T）;//第三题：

按层次方式遍历森林。

voidfourth（BTree&BT）;//第四题：

按照先序遍历的方式来输出二叉树每个结点的值

inthigth（constCSTree&T）;//第二题：

求森林的高度

private:

CSTreeT;//森林的头结点

BTreeBT;//二叉树的头结点

inthigh;//森林的高度

};

FOREST:

:

FOREST（）

{

high=0;

T=NULL;

BT=NULL;

}

CSTreeFOREST:

:

returnT（）

{

returnT;

}

BTreeFOREST:

:

returnBT（）

{

returnBT;

}

CSTreeFOREST:

:

creat（CSTree&T）

{

inta,b;

T=newCSNode;

cin>>T->data>>a>>b;

if（a==1）T->firstchild=NULL;

elsecreat（T->firstchild）;

if（b==1）T->nejtsibling=NULL;

elsecreat（T->nejtsibling）;

returnT;

}

BTreeFOREST:

:

change（CSTree&T,BTree&BT）

{

if（!

T）{BT=NULL;returnNULL;}

BT=newBTNode;

BT->data=T->data;

if（!

T->firstchild）BT->lchild=NULL;

elsechange（T->firstchild,BT->lchild）;

if（!

T->nejtsibling）BT->rchild=NULL;

elsechange（T->nejtsibling,BT->rchild）;

returnBT;

}

voidFOREST:

:

first（CSTree&T,inti）

{

if（!

T）return;

cout<data<<""<

if（T->firstchild）first（T->firstchild,i+1）;

if（T->nejtsibling）first（T->nejtsibling,i）;

}

voidFOREST:

:

second（CSTree&T）

{

if（!

T）return;

cout<data;

if（T->firstchild）{

cout<<'（';

second（T->firstchild）;

}

if（T->nejtsibling）{

cout<<',';

second（T->nejtsibling）;

}

elsecout<<'）';

}

voidFOREST:

:

third（constCSTree&T）

{

CSTreeS[MAX];

CSTreep;

intj=1,i=1;

p=T;

while（p）{

S[i++]=p;

p=p->nejtsibling;

}

while（i!

=j）

{

CSTreeq;

q=S[j++];

cout<data<<"";

q=q->firstchild;

while（q）{

S[i++]=q;

q=q->nejtsibling;

}

}

}

voidFOREST:

:

fourth（BTree&BT）

{

if（!

BT）return;

cout<data<<"";

if（BT->lchild）fourth（BT->lchild）;

if（BT->rchild）fourth（BT->rchild）;

}

intFOREST:

:

higth（constCSTree&T）

{

inths,hb;

if（!

T）

{

return0;

}

hs=higth（T->firstchild）;

hb=higth（T->nejtsibling）;

high=（hs+1）>hb?

（hs+1）:

hb;

returnhigh;

}

intmain（）{

FORESTf_1,f_2,f_3,f_4,f_5;

intchioce;

cout<

cout<<"数据结构实验五--树和森林应用实验"<

cout<

cout<<"第1题:

将一棵树（或森林）转换为二叉树"<

cout<<"第2题:

求森林的高度"<

cout<<"第3题:

按层次方式遍历森林"<

cout<<"第4题:

输出一个森林中每个结点的值及其对应的层次数"<

cout<<"第5题:

输出一个森林的广义表形式"<

cout<<"退出程序:

0"<

cout<

cout<<"请选择一道题"<

cin>>chioce;

switch（chioce）

{

case1:

{

cout<<"请输入森林的元素"<

CSTreep1;BTreep;

p1=f_1.returnT（）;p=f_1.returnBT（）;

p1=f_1.creat（p1）;

p=f_1.change（p1,p）;

cout<<"按照二叉树先序遍历的结果是：

"<

f_1.fourth（p）;

cout<

break;

}

case2:

{

cout<<"请输入森林的元素"<

CSTreep2;p2=f_2.returnT（）;

p2=f_2.creat（p2）;

cout<<"森林的高度是：

";

cout<

cout<

break;

}

case3:

{

cout<<"请输入森林的元素"<

CSTreep3;p3=f_3.returnT（）;

p3=f_3.creat（p3）;

cout<<"按照层次遍历的结果是：

"<

f_3.third（p3）;

cout<

break;

}

case4:

{

cout<<"请输入森林的元素"<

CSTreep4;p4=f_3.returnT（）;

p4=f_3.creat（p4）;

cout<<"按照森林先序遍历输出的结果是输出"<

cout<<"一个森林中每个结点的值及其对应的层次数：

"<

f_3.first（p4,1）;

cout<

break;

}

case5:

{

cout<<"请输入森林的元素"<

CSTreep5;p5=f_3.returnT（）;

p5=f_3.creat（p5）;

cout<<"输出一个森林的广义表形式：

"<

f_3.second（p5）;

cout<

break;

}

case0:

{

cout<<"EXIT"<

break;

}

default:

{

cout<<"输入错误，请重新输入"<

}

}

return0;

}