树的展示系统和二叉树的转换系统.docx

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树的展示系统和二叉树的转换系统

《数据结构课程设计》报告

课题名称：

树的展示系统和二叉树的转换系统

专业：

班级：

姓名：

指导教师：

成绩：

2011

年

12

月

30

日

目录

1前言-------------------------------------------------------------------------------------------3

2需求分析--------------------------------------------------------------------------------------5

3概要设计（特殊功能）---------------------------------------------5

4详细设计---------------------------------------------------------5

5源代码及调试-----------------------------------------------------5

6用户使用说明及测试结果-------------------------------------------19

7总结及分析-------------------------------------------------------26

8参考文献-------------------------------------------------------------------------------------27

1.前言

1.1课题简介

本次我们选择的课程设计的题目名称是：

树的展示系统和二叉树的转换系统，这一题目。

目的是为了，能让自己的编程得到锻炼，熟悉各种数据结构的性质，并学会合理地选择适当的数据结构来让编出的程序更富有健壮性。

这一题目，要实现，树的生成，树的显示，二叉树的显示，二叉树的遍历。

预期希望能够实现上述基本功能。

1.2方案及其论证

1.2.1系统平台需求

1.系统开发平台

操作系统：

Windowsxp系列

开发工具：

VisualC++6.0

2.开发环境介绍

本次课程设计我们采用的是vc++6.0的编程环境.VC++是微软公司开发的一个IDE（集成开发环境）,换句话说,就是使用c++的一个开发平台.有些软件就是这个编出来的...

vc++是Windows平台上的C++编程环境，学习VC要了解很多Windows平台的特性并且还要掌握MFC、ATL、COM等的知识，难度比较大。

Windows下编程需要了解Windows的消息机制以及回调（callback）函数的原理；MFC是Win32API的包装类，需要理解文档视图类的结构，窗口类的结构，消息流向等等；COM是代码共享的二进制标准，需要掌握其基本原理等等。

VC作为一个主流的开发平台一直深受编程爱好者的喜爱，但是很多人却对它的入门感到难于上青天，究其原因主要是大家对他错误的认识造成的，严格的来说VC++不是门语言，虽然它和C++之间有密切的关系,如果形象点比喻的话，可以C++看作为一种”工业标准”，而VC++则是某种操作系统平台下的”厂商标准”,而”厂商标准”是在遵循”工业标准”的前提下扩展而来的。

VC++应用程序的开发主要有两种模式，一种是WINAPI方式，另一种则是MFC方式，传统的WINAPI开发方式比较繁琐，而MFC则是对WINAPI再次封装，所以MFC相对于WINAPI开发更具备效率优势，但为了对WINDOWS开发有一个较为全面细致的认识，笔者在这里还是以讲解WINAPI的相关内容为主线。

要想学习好VC必须具备良好的C/C++的基础，必要的英语阅读能力也是必不可少的，因为大量的技术文档多以英文形式发布。

vc6.0的优点是界面简洁，占用资源少，操作方便。

系统功能结构主要有四块：

树的生成，树的显示，二叉树的显示，二叉树的遍历实现技术：

运用这个学期学过的数据结构的知识，与之前的知识相结合，在vc++6.0中进行编程实现。

1.2.2设计进度安排:

12.26号（星期一）,地点：

机房，布置任务，上网查找资料，分组和分工，选择课题，和老师沟通，确认课题的目标。

学习课设范例，了解马氏编程模板的特点与风格。

了解变量定义的细节。

了解工作量和难度的要求。

地点：

机房开始整体构建，界面设计，功能设计。

马春江

12.27号（星期二）,上午：

地点：

机房，8:

10到。

开始编程，按照分工，自己完成自己的一部分。

下午：

地点：

机房继续编程，实现各种细节。

梅琴

12.28号（星期三）,上午：

地点：

寝室。

各个组长开始通过电子邮件收集小组成员的作品，进行集中联调。

下午：

地点：

寝室。

小组成员在组长的计算机上观摩和讨论。

改进一些错误或者不完善的地方。

各小组组长。

12.29号（星期四）,上午：

地点；寝室。

小组分工书写开发报告。

每个人需要提交一份报告，小组还有另外一个小组开发报告。

另外有一个宣讲的PPT。

小组成员交流，互相听取个人报告，小组开发报告定稿。

各小组组长

12.30号（星期五）,上午：

地点：

寝室。

组长为中心。

做一些修改或验收性完善。

下午：

地点：

机房。

2:

30到。

4:

30之前验收完毕。

之后的算迟交。

马老师、梅老师。

12.31号（星期六）,老师批改报告，查阅程序内部编码，电话或qq访谈个别小组成员或组长。

结束批改，形成初步成绩单。

马老师、梅老师。

2需求分析

所谓"需求分析"，是指对要解决的问题进行详细的分析，弄清楚问题的要求，包括需要输入什么数据，要得到什么结果，最后应输出什么。

可以说，在软件工程当中的“需求分析”就是确定要计算机“做什么”。

1树的生成（存储结构：

双指针链表（儿子兄弟挂法））

2树的显示

3树的层次遍历

4二叉树的显示

5二叉树的遍历

3概要设计（特殊功能）

概要设计的主要任务是把需求分析得到的DFD转换为软件结构和数据结构。

设计软件结构的具体任务是：

将一个复杂系统按功能进行模块划分、建立模块的层次结构及调用关系、确定模块间的接口及人机界面等。

数据结构设计包括数据特征的描述、确定数据的结构特性、以及数据库的设计。

显然，概要设计建立的是目标系统的逻辑模型，与计算机无关。

本程序的目的就是实现树的生成，树的显示，树的层次遍历，二叉树的遍历等基本功能，具体函数见第五部分的源程序……

4详细设计

详细设计是软件工程中软件开发的一个步骤，就是对概要设计的一个细化，就是详细设计每个模块实现算法，所需的局部结构。

我在这个程序中用的存储结构为：

双指针链表，主要是通过儿子、兄弟挂链法来来建立一棵树，建立树的时候我采用的是3种输入，一，内部预置；二，键盘输入；三，文件读入。

3种输入的形式是字符串型的，用的是广义表形式，如：

a（b,c（d,e）,f）；通过链表遍历方式的不同，我分别输出了该树的树的显示（广义表的形式）、树的显示（凹入表示法）、树的层次遍历、以及该树转换成的二叉树的显示（凹入表示法）、二叉树的显示（广义表的形式）、二叉树的先根遍历、二叉树的中根遍历、二叉树的后根遍历、二叉树的层次遍历。

最后我通过释放结点，进行销毁这棵树的操作。

5源代码及调试

5.1源代码

/****************

**********

2.树的展示系统和二叉树的转换系统

**********************/

#include"iostream.h"

#include"stdlib.h"

#include"windows.h"

#include"string.h"

#include"stdio.h"

#defineMaxnum30

typedefstructBTree{

chardata;

structBTree*lchild,*rchild;

}BTNode;

voidMenu（）{

cout<

cout<<"=>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>==>>="<

cout<<"<<程>>==<<序>>==<<相>>==<<关>>==<<信>>==<<息>>"<

cout<<"────────────────────────"<

cout<<"程序功能：

│树的展示系统和二叉树的转换系统"<

cout<<"─────┼──────────────────"<

cout<<"指导教师：

│马春江、梅琴"<

cout<<""<

cout<<"~~~~~~~~1:

树的生成"<

cout<<"~~~~~~~~2:

树的显示（广义表的形式）"<

cout<<"~~~~~~~~3:

树的显示（凹入表示法）"<

cout<<"~~~~~~~~4:

树的层次遍历"<

cout<<"~~~~~~~~5:

二叉树的显示（凹入表示法）"<

cout<<"~~~~~~~~6:

二叉树的显示（广义表的形式）"<

cout<<"~~~~~~~~7:

二叉树的先根遍历"<

cout<<"~~~~~~~~8:

二叉树的中根遍历"<

cout<<"~~~~~~~~9:

二叉树的后根遍历"<

cout<<"~~~~~~~~10:

二叉树的层次遍历"<

cout<<"~~~~~~~~11:

判断树是否为空"<

cout<<"~~~~~~~~12:

销毁整棵树"<

cout<<"~~~~~~~~0:

退出系统"<

cout<<"==>>====>>====>>====>>====>>====>>====>>====>>=="<

}

voidShow1（BTNode*bt）{//凹入表示法输出树

FILE*fp;

BTNode*St[Maxnum],*p;

intS[Maxnum],top=-1,n,i,width=4;

if（（fp=fopen（"树（凹入表示法）.txt","at+"））==NULL）

{

printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!

"）;

getchar（）;

exit

（1）;

}

if（bt!

=NULL）{

top++;

St[top]=bt;//根结点入栈

S[top]=width;

while（top>-1）{

p=St[top];

n=S[top];

for（i=1;i<=n;i++）{//n为显示长宽

cout<<"";

fputc（'',fp）;

}

cout<data<<"──"<

fputc（p->data,fp）;

fputc（'',fp）;

fputc（'\n',fp）;

top--;

if（p->rchild!

=NULL）{

top++;

St[top]=p->rchild;

S[top]=n;//表示右子树

}

if（p->lchild!

=NULL）{

top++;

St[top]=p->lchild;

S[top]=n+width;//表示左子树

}

}

}

fputc（'\n',fp）;

fclose（fp）;

}

//生成树

voidCreateBTree（BTNode*&bt,char*str）{//树的存储（儿子兄弟挂链法）

BTNode*St[Maxnum],*p=NULL;

inttop=-1,k,j=0;

charch;

bt=NULL;

ch=str[j];

while（ch!

='\0'）{

switch（ch）{

case'（':

//左儿子

top++;

St[top]=p;

k=1;

break;

case'）':

if（k==0）

{

top--;

}

k=0;

break;

case',':

//右儿子

if（k==0）{

k=2;

break;

}

else{

top++;

St[top]=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode））;

St[top]=p;

k=2;

break;

}

default:

p=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode））;

p->data=ch;

p->lchild=p->rchild=NULL;

if（bt==NULL）{

bt=p;

}

else{

switch（k）{

case1:

St[top]->lchild=p;

cout<<"将"<data<<"挂在"<data<<"的儿子链上"<

cout<<"此时构建的树为：

"<

Show1（bt）;

break;

case2:

St[top]->rchild=p;

cout<<"将"<data<<"挂在"<data<<"的兄弟链上"<

cout<<"此时构建的树为：

"<

Show1（bt）;

top--;break;

}

}

}

j++;

ch=str[j];

}

}

voidLevelTree（BTNode*point）{//树的层次遍历

BTNode*p;

BTNode*que[Maxnum];//定义环状队列1

BTNode*St[Maxnum];//定义环状队列2

intfront,rear,front1,rear1;

front=rear=-1;

front1=rear1=-1;

rear++;

que[rear]=point;//根结点指针入队1

while（front!

=rear）{

front=（front+1）%Maxnum;

p=que[front];

cout<data;

if（p->rchild!

=NULL）{

rear=（rear+1）%Maxnum;

que[rear]=p->rchild;

}

if（p->lchild!

=NULL）{

rear1=（rear1+1）%Maxnum;//左儿子入队一

St[rear1]=p->lchild;

}

if（p->rchild==NULL）{

if（front1!

=rear1）{//出对一进队二

rear=（rear+1）%Maxnum;

front1=（front1+1）%Maxnum;

que[rear]=St[front1];

}

}

}

}

voidShow（BTNode*tree）{//树的显示（广义表表示法）

FILE*fp;

BTNode*searchp1;

BTNode*searchp[30],*S[30];

inti=0,j=0,k=0;

if（（fp=fopen（"树（广义表表示）.txt","at+"））==NULL）

{

printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!

"）;

getchar（）;

exit

（1）;

}

searchp[i]=tree;

searchp1=tree;

while（i>=0）{

while（searchp1!

=NULL）{

cout<data;

fputc（searchp1->data,fp）;

if（searchp1->rchild!

=NULL）{

i++;

searchp[i]=searchp1->rchild;

}

if（searchp1->lchild!

=NULL）{

cout<<"（";

fputc（'（',fp）;

j++;

k++;

S[j]=searchp1;

}

if（searchp1->rchild==NULL&&searchp1->lchild==NULL&&k!

=0）{

cout<<"）";

fputc（'）',fp）;

while（j>1&&S[j]->rchild==NULL）{

cout<<"）";

fputc（'）',fp）;

j--;

}

}

searchp1=searchp1->lchild;

}

searchp1=searchp[i];

if（i!

=0）{

cout<<",";

fputc（',',fp）;

}

i--;

}

fputc（'\n',fp）;

fclose（fp）;

}

voidDispBTree（BTNode*bt）{//显示二叉树（括号表示法）

FILE*fp;

if（（fp=fopen（"二叉树（括号表示法）.txt","at+"））==NULL）

{

printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!

"）;

getchar（）;

exit

（1）;

}

if（bt!

=NULL）{

cout<data;

fputc（bt->data,fp）;

if（bt->lchild!

=NULL||bt->rchild!

=NULL）{

cout<<"（";

fputc（'（',fp）;

DispBTree（bt->lchild）;

if（bt->rchild!

=NULL）{

cout<<",";

fputc（',',fp）;

}

DispBTree（bt->rchild）;

cout<<"）";

fputc（'）',fp）;

}

}

fputc（'\n',fp）;

fclose（fp）;

}

voidDispBTree1（BTNode*bt）{//凹入表示法输出二叉树

FILE*fp;

if（（fp=fopen（"二叉树（凹入表示法）.txt","at+"））==NULL）

{

printf（"Cannotopenfilestrikeanykeyexit!

"）;

getchar（）;

exit

（1）;

}

BTNode*St[Maxnum],*p;

intS[Maxnum][2],top=-1,n,i,width=4;

chartype;

if（bt!

=NULL）{

top++;

St[top]=bt;//根结点入栈

S[top][0]=width;

S[top][1]=2;//2表示的是根

while（top>-1）{

p=St[top];

n=S[top][0];

switch（S[top][1]）{

case0:

type='L';

break;

case1:

type='R';

break;

case2:

type='B';

break;

}

for（i=1;i<=n;i++）{//n为显示长宽

cout<<"";

fputc（'',fp）;

}

cout<data<<"（"<

fputc（p->data,fp）;

fputc（'（',fp）;

fputc（type,fp）;

fputc（'）',fp）;

top--;

if（p->rchild!

=NULL）{

top++;

St[top]=p->rchild;

S[top][0]=n+width;

S[top][1]=1;//1表示右子树

}

if（p->lchild!

=NULL）{

top++;

St[top]=p->lchild;

S[top][0]=n+width;

S[top][1]=0;//0表示左子树

}

}

}

fputc（'\n',fp）;

fclose（fp）;

}

voidpreorder（BTNode*point）{//二叉树的先根遍历

if（point!

=NULL）{

cout<data;

preorder（point->lchild）;

preorder（point->rchild）;

}

}

voidinorder（BTNode*point）{//二叉树的中根遍历

if（point!

=NULL）{

preorder（point->lchild）;

cout<data;

preorder（point->rchild）;

}

}

voidpostorder（BTNode*point）{//二叉树的后根遍历

if（point!

=NULL）{

preorder（point->lchild）;

preorder（point->rchild）;

cout<data;

}

}

voidLevelOrder（BTNode*point）{//二叉树的层次遍历

BTNode*p;

BTNode*que[Maxnum];//定义环状队列

intfront,rear;

front=rear=-1;

rear++;

que[rear]=point;

while（front!

=rear）{

front=（front+1）%Maxnum;

p=que[front];

cout<data;

if（p->lchild!

=NULL）{

rear=（rear+1）%Maxnum;

que[rear]=p->lchild;

}

if