构建非完全10叉树Word文档下载推荐.docx
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根据作业要求，本次设计采用标准方式，其节点类型为：
structGTreeNode
{
ElemTypedata;
//节点值域
GTreeNode*t[k];
//节点指针域，k为树的度
}
由于本次作业要求操作对象是10叉非完全树，所以k=10。
建立树的存储结构就是在内存中生成一棵树的链表，同二叉树一样，需要首先确定输入树的方法，然后再写出相应算法。
考虑到节点是从文本文件里读取的，为了区分节点及父子节点关系，在树的节点存储中以‘（’来表示某节点的子节点开始，以‘，’区分某节点的不同子节点，以‘）’表示某节点的子节点结束。
例如，图1的节点存储形式为：
另外，假定每个节点的非空子树都是靠前面、按序排列的子树，把所有空子树都留在后面。
其次要设计一个头文件tree.h，该头文件内实现10叉树的基本运算，例如，树的存储结构构建、树的遍历、求树的深度、树的输出等。
在树的存储结构构建算法中，需要设置两个堆栈，一个用来存储指向根节点的指针，以便子节点向双亲节点链接之用；
另一个用来存储待链接子节点的序号，以便能正确的链接到双亲节点的指针域。
树的存储结构构建算法如下：
voidCreateGTree（GTreeNode*&
GT,char*a）
//根据广义表字符串a所给出的k叉树建立对应的存储结构
constintMS=10;
//定义栈空间大小
GTreeNode*s[MS];
//s数组作为存储树中节点指针的栈使用
intd[MS];
//d数组存储孩子节点链接到双亲节点
//指针域的序号栈使用
inttop=-1;
//top为两个栈的栈顶指针
GT=NULL;
//树根指针置空
GTreeNode*p;
//定义p为指向树节点的指针
inti=0;
while（a[i]）
{
switch（a[i]）
{
case'
'
:
break;
//空格不处理
（'
//子节点进栈，链接到所指节点的第一个指针域
top++;
s[top]=p;
d[top]=0;
break;
）'
//退栈
top--;
'
//链接到所指节点的下一个指针域
d[top]++;
default:
//字符处理
p=newGTreeNode;
p->
data=a[i];
for（inti=0;
i<
k;
i++）p->
t[i]=NULL;
if（GT==NULL）
GT=p;
else
s[top]->
t[d[top]]=p;
}
i++;
//准备处理下一个字符
}
根据要求，树的输出基本按广义表形式。
首先输出树根节点的值，然后若存在非空子树则接着输出表的左括号及输出第一棵子树，再依次输出每个逗号和每棵子树，最后输出表的右括号。
算法描述如下：
voidPrintGTree（GTreeNode*GT,FILE*fp）//将树存储到fp指向的文件
if（GT!
=NULL）//若树不为空，继续处理
fputc（GT->
data,fp）;
//存储根节点
inti;
for（i=0;
i++）
if（GT->
t[i]!
=NULL）break;
//判断GT节点是否有子树
if（i<
k）//有子树向下递归
fputc（'
fp）;
//输出表的左括号
PrintGTree（GT->
t[0],fp）;
//输出第一棵子树
for（i=1;
i++）//输出其余各子树
{
fputc（'
PrintGTree（GT->
t[i],fp）;
}
//输出表的右括号
}
由于节点要存储到文件中去，所以又涉及到文件的基本操作fopen、fread、fputc、ftell等函数。
各函数的参数如下：
1fopen函数
fopen（文件名，打开方式）
其中，文件名包含文件路径；
打开方式主要有只读“r”、只写“w”等。
②fputc函数
fopen（ch,fp）
其中，ch为输出字符；
fp是一个文件指针。
③ftell函数
ftell（fp）
ftell函数用于位置指针的当前位置。
四、测试
1.程序编译
在linux里，编译器有gcc与g++，分别用于对C程序和C++程序的编译，单个程序的编译方法如下:
#gccfilename[options]resultname
其中，gcc代表要使用的编译器；
option是编译器需要的编译选项，-o代表确定可执行文件名，-c代表只编译，不链接成为可执行文件；
filename表示源文件名，包括后缀；
resultname代表要输出的可执行文件名。
但是，对于工程的编译，此种方法太繁琐，多采用makefile文件进行编译，本次设计就采用此编译方法。
具体makefile内容见附录。
2.程序测试
要进行程序测试，首先要构建一棵树，然后对输出结果进行分析。
本次设计的测试树的结构如图1所示：
图1测试树的结构
测试方案1：
在主函数中，打开当前目录下的Ftree节点存储文件，将其内容读到临时缓存空间中，然后根据读取的节点内容重构树，并进行先根和后根遍历输出，并分析树的重构时间。
测试结果如图2所示：
图2测试结果1
从图中可以看出，内存重构图1测试树的时间约为3us。
测试方案2：
在主函数中，打开当前目录下的Ftree节点存储文件，将其内容读到临时缓存空间中，然后根据读取的节点内容重构树，并进行先根和后根遍历输出。
然后，对数进行遍历输出到节点文件Resulttree中，并将其内容与Ftree的节点文件比较是否一致。
最后，分析树的输出时间和空间复杂度。
测试结果如图3所示：
图3测试结果2
五、对本课程或本作业的建议和意见
通过本次作业，对树的数据结构有了进一步的熟悉和掌握，对linux下的工程编译方法及其工作原理有了一定的理解，对于文件的操作更加了解。
通过本次课程设计，我发现，有关一个课题的所有知识不仅仅是在课本上，多查阅一些资料能够更好的完成课题，这就需要一种能力，即自学能力。
本次课程设计还让我认识到自己的缺点。
本次选的课题是二叉树的遍历，因为本学期所学的就是二叉树等数据结构，所以认为比较适合。
刚开始认为会很简单，但到后来就出现一些难以解决的问题，就像老师请教，并查阅相关资料。
经过慢慢的调试，最终测试成功。
这次课程设计让我所学到的数据结构知识发挥的淋漓尽致，而且还拓展了我的知识面，使我更加熟练的掌握各种方法。
总之，这次课程设计增强了我的自学能力，拓展了我的知识面，让我对数据结构更加了解。
六、附录
1.树运算头文件程序tree.h：
#ifndeftree_H_
#definetree_H_
constintk=10;
//树的叉定义
structGTreeNode//标准方式定义树的结构类型
chardata;
//节点值域
GTreeNode*t[k];
//节点指针域
};
voidInitGTree（GTreeNode*&
GT）;
//树初始化函数
GT,char*a）;
//构建树函数
voidPreRoot（GTreeNode*GT）;
//先根遍历树函数
voidPostRoot（GTreeNode*GT）;
//后根遍历树函数
voidPrintGTree（GTreeNode*GT,FILE*fp）;
//树节点输出
intGTreeDepth（GTreeNode*GT）;
//求树深度函数
#endif
2.树运算程序tree.cpp:
#include<
iostream>
stdlib.h>
#include"
tree.h"
usingnamespacestd;
GT）//初始化树，即树根指针置空
//s数组作为存储树中节点指针的栈使用
//d数组存储孩子节点链接到双亲节点
//指针域的序号栈使用
while（a[i]!
='
#'
）
//子节点开始，p进s栈，0进d栈
//子节点结束，退栈
//将待读入子节点链接到s栈顶元素的下一个指针域
//使p节点成为树节点
voidPreRoot（GTreeNode*GT）//先根遍历树函数
=NULL）
cout<
<
GT->
da
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