数据结构实验二叉树遍历.docx

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数据结构实验二叉树遍历

深圳大学实验报告

课程名称：

数据结构

实验项目名称：

树状结构之二叉树遍历

学院：

信息工程学院

专业：

电子信息工程

指导教师：

报告人：

学号：

2009100000班级：

电子1班

实验时间：

2011年11月10日

实验报告提交时间：

2011年11月15日

教务处制

一、实验目的与要求：

实验目的：

通过运用二叉树知识，编程实现二叉树遍历以及相关应用，从而加深对二叉树概念的理解，提高二叉树的编程应用技巧

实验要求：

阅读程序框架代码，完成以下要求

a）填写PreOrder（BiTreeNode*&t）、InOrder（BiTreeNode*&t）、PostOrder（BiTreeNode*&t）三个函数的代码

b）运行程序输入测试数据，正确输出三种遍历的结果，结果图看示例

附加1、编写程序通过遍历求二叉树的左子树数目

附加2：

编写程序采用一种遍历，能够搜索出二叉树包含多少叶子，输入测试数据并显示正确结果，要有代码分析和运行结果图

二、方法、步骤：

1、通过二叉树先序、中序、后序三种遍历的算法思路编写可遍历程序

2、基于二叉树遍历的程序框架代码，完成先序、中序、后序三种遍历的代码编写，输出先序、中序、后序三种遍历的结果。

3、可以在遍历过程中对结点进行各种操作。

例如在此实验中，对于所建好的

树可求结点孩子结点。

求树的叶子，还有对各结点的不同操作。

以上这些都是基于二叉树遍历的思想。

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三．实验过程及内容：

（对程序代码进行说明和分析，越详细越好，代码排版要整齐，可读性要高）

一、程序如下：

其中，以下程序同时加上了附加题1：

#include

#include

usingnamespacestd;

intlchild_num;//左孩子的个数变量

classBiTreeNode

{

private:

BiTreeNode*leftChild;//左子树指针

BiTreeNode*rightChild;//右子树指针

public:

//构造函数和析构函数

BiTreeNode（）:

leftChild（NULL）,rightChild（NULL）{}

BiTreeNode（charitem,BiTreeNode*left=NULL,

BiTreeNode*right=NULL）:

data（item）,leftChild（left）,rightChild（right）{}

~BiTreeNode（）{}

BiTreeNode*&Left（void）//注意返回值类型为指针的引用类型

{

if（leftChild!

=NULL）

lchild_num++;//若左子树不为空则加一

returnleftChild;

}

BiTreeNode*&Right（void）//注意返回值类型为指针的引用类型

{returnrightChild;}

};

classBiTree

{

private:

BiTreeNode*root;//根结点指针

inti;

voidDestroy（BiTreeNode*&t）;

voidPreOrder（BiTreeNode*&t）;

voidInOrder（BiTreeNode*&t）;

voidPostOrder（BiTreeNode*&t）;

voidCreateBiTree（BiTreeNode*&T,constcharstrTree[]）;

voidget_lchild（BiTreeNode*&t）;//获取左子树

public:

//构造函数和析构函数

BiTree（void）:

root（NULL）,i（0）{}//构造函数

~BiTree（void）{};//析构函数

//构造二叉树

voidMakeTree（constcharitem,BiTree&left,BiTree&right）;//构造二叉树

voidMakeTree（constchartrTree[]）;//构造二叉树，利用先序遍历结果建树

voidPreOrder（）;//前序遍历

voidInOrder（）;//中序遍历

voidPostOrder（）;//后序遍历

voidget_lchild1（void）;//获取左子树

};

//定义建树函数

voidBiTree:

:

MakeTree（constcharitem,BiTree&left,BiTree&right）

//构造数据域为item，左子树为left，右子树为right的二叉树

{

root=newBiTreeNode（item,left.root,right.root）;

}

voidBiTree:

:

MakeTree（constcharstrTree[]）

//构造二叉树，利用先序遍历结果建树，公有函数

{

i=0;

CreateBiTree（root,strTree）;

}

voidBiTree:

:

CreateBiTree（BiTreeNode*&T,constcharstrTree[]）//递归建树私有函数

{

charch;

ch=strTree[i++];

if（ch=='0'）T=NULL;//输入为，代表该孩子不存在，则返回

else

{

T=newBiTreeNode（）;//生成根结点

T->data=ch;

CreateBiTree（T->Left（）,strTree）;//构造左子树

CreateBiTree（T->Right（）,strTree）;//构造右子树

}

}

//定义先序遍历函数

voidBiTree:

:

PreOrder（）

//前序遍历访问二叉树，公有函数

{

PreOrder（root）;

}

voidBiTree:

:

PreOrder（BiTreeNode*&t）

//前序遍历访问二叉树，私有函数t

{

if（t!

=NULL）

{//如果树不为空，往下执行，如果为空，忽略不执行，返回上个结点

cout<data;//输出当前结点的数值

PreOrder（t->Left（））;//递归访问左孩子

PreOrder（t->Right（））;//递归访问右孩子

}

}

//定义中序遍历函数

voidBiTree:

:

InOrder（）

//中序遍历访问二叉树，公有函数

{

InOrder（root）;

}

voidBiTree:

:

InOrder（BiTreeNode*&t）

//中序遍历访问二叉树，私有函数t

{

if（t!

=NULL）

{//如果树不为空，往下执行，如果为空，忽略不执行，返回上个结点

InOrder（t->Left（））;//递归访问左孩子

cout<data;//输出当前结点的数值

InOrder（t->Right（））;//递归访问右孩子

}

}

//后序遍历函数

voidBiTree:

:

PostOrder（）

//后序遍历访问二叉树，公有函数

{

PostOrder（root）;

}

voidBiTree:

:

PostOrder（BiTreeNode*&t）

//后序遍历访问二叉树，私有函数t

{

if（t!

=NULL）

{//如果树不为空，往下执行，如果为空，忽略不执行，返回上个结点

PostOrder（t->Left（））;//递归访问左孩子

PostOrder（t->Right（））;//递归访问右孩子

cout<data;//输出当前结点的数值

}

}

//通过先序遍历求得左子树

voidBiTree:

:

get_lchild（BiTreeNode*&t）

//前序遍历访问二叉树，私有函数t

{

if（t!

=NULL）

{

get_lchild（t->Left（））;

get_lchild（t->Right（））;

}

}

//采用前序遍历的方法，求出左孩子的个数

voidBiTree:

:

get_lchild1（void）

{

lchild_num=0;

get_lchild（root）;

cout<

}

intmain（void）

{

charstrTree[80];

BiTreemyTree;

cout<<"请输入二叉树先序遍历结果，空子树用表示：

"<

cin>>strTree;

myTree.MakeTree（strTree）;

cout<<"先序遍历结果：

";

myTree.PreOrder（）;

cout<

cout<<"中序遍历结果：

";

myTree.InOrder（）;

cout<

cout<<"后序遍历结果：

";

myTree.PostOrder（）;

cout<

cout<<"左孩子的个数：

";

myTree.get_lchild1（）;//返回左子树的个数

return0;

}

二、附加题二：

不使用类的方法实现遍历过程，找出所有结点并显示出来

#include

usingnamespacestd;

typedefstructnode*Bitree;

typedefstructnode//构建一个结构体

{

chardata;

structnode*lchild,*rchild;

}Node;

voidPreCreateBitree（Bitree*t）//建立二叉树

{

charch;

scanf（"%c",&ch）;

if（ch=='0'）

*t=NULL;

else{

*t=（Node*）malloc（sizeof（Node））;//生成新结点

（*t）->data=ch;

PreCreateBitree（&（*t）->lchild）;//函数递归访问

PreCreateBitree（&（*t）->rchild）;//函数递归访问

}

}

intleaf_node（BitreeT）

{

intm,n;

if（T==NULL）return0;//树为空则返回0

elseif（T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL）

{//左子树和右子树都为空返回1

cout<<"叶子"<data;

cout<

return1;

}

n=leaf_node（T->lchild）;//左子树是叶子时

m=leaf_node（T->rchild）;//右子树是叶子时

return（m+n）;//返回左右叶子的和

}

//主函数

intmain（）

{

intcount;//叶子数目

Bitreeroot;

cout<<"请输入二叉树先序遍历结果，空子树用表示：

"<

PreCreateBitree（&root）;//建立二叉树

count=leaf_node（root）;

cout<<"叶子数目为:

"<

return0;

}

四、实验结论：

（提供运行结果，对结果进行探讨、分析、评价，并提出结论性意见和改进想法）

一、程序一运行

结果图一、

结果图二、

程序一结果分析：

针对结果图一，对于中序遍历来分析：

1、首先通过先序遍历创建了二叉树ABC00D00E00

2、判断树是否为空，如果树不为空，往下执行，如果为空，忽略不执行，返回上个结点

3、递归访问左孩子InOrder（t->Left（））;

4、输出当前结点的数值cout<data;

5、递归访问右孩子InOrder（t->Right（））;

同理，后序遍历原理也基本一样。

二、程序二所运行结果图一、

程序二运行结果分析：

针对结果如图一来分析：

1、首先通过先序遍历创建二叉树ABC00D00E00

2、判断左子树和右子树都为空，是则说明已经是叶子，即叶子数目加一

3、若第二步不成立则通过递归函数继续访问直到第二步成立为止。

4、返回叶子数目

五、实验体会：

（根据自己情况填写）

直接看课本很简单，自己编程起来就比较吃力！

多编程是提高编程能力的唯一途径。

这个实验花了很多的时间，首先是要狠清楚遍历的算法，然后再试着慢慢编程，不断调试最后得出结果。

个人觉得，二叉树始终很灵活的算法，学好它用好它是很重要的。

还是提醒自己要多编程！

指导教师批阅意见：

成绩评定：

指导教师签字：

年月日

备注：