数据结构实验报告二叉排序树.docx
《数据结构实验报告二叉排序树.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据结构实验报告二叉排序树.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数据结构实验报告二叉排序树
《数据结构》实验报告
◎实验题目:
创建一个二叉排序树，并以先序、中序、后序遍历输出。
◎实验目的：
熟练掌握二叉排序树建立的算法
◎实验内容：
已知n个元素，创建一个二叉排序树，以先序、中序、后序遍历输出，
并计算每个节点的平衡因子。
一、需求分析
1.本程序输入应为一组数，将这组数作为关键字创建一个二叉排序树。
2.本程序输出应为该建立好的二叉排序树的先序、中序、后序遍历输出，以及每个节点的平衡因子。
3.程序执行的命令包括：
（1）创建二叉排序树
（2）先序非递归遍历输出（3）中序非递归遍历输出（4）后序非递归遍历输出（5）计算并输出每个节点的平衡因子
4.测试数据：
输入元素的个数为8，元素为5325762048146084
输出为：
先序遍历：
5325201448766084
中序遍历：
1420254853607684
后序遍历：
1420482560847653
平衡因子：
节点53的平衡因子为1
节点25的平衡因子为1
节点20的平衡因子为1
节点14的平衡因子为0
节点48的平衡因子为0
节点76的平衡因子为0
节点60的平衡因子为0
节点84的平衡因子为0
二概要设计
为了实现以上操作，应以二叉链表为存储结构。
1.基本操作：
node*create（）
创建二叉排序树
voidNRPreorder（node*bt）
先序非递归遍历输出
voidNRinorder（node*bt）
中序非递归遍历输出
voidNRpostorder（node*bt）
后序非递归遍历输出
intheight（node*bt）
计算左右子树深度
voidshendu（node*bt）
计算平衡因子
2.本程序包含七个模块
（1）主程序模块
（2）二叉排序树创建模块
（3）
先序遍历模块
（4）中序遍历模块
（5）后序遍历模块
（6）
计算左右子树深度模块
（7）计算平衡因子模块
3.
模块调用图
三详细设计
1．元素类型，结点类型和指针类型：
#definemaxsize100
typedefstructnode
{
chardata;
structnode*lc;
structnode*rc;
}node;
node*s[maxsize];
node*bt;
node*q,*p;
2.每个模块的分析：
（1）主程序模块：
intmain（）
{
node*bt;
bt=create（）;
printf（"该二叉树的先序递归遍历序列为:
"）;
preorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的中序递归遍历序列为:
"）;
inorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的后序递归遍历序列为:
"）;
postorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的先序非递归遍历序列为:
"）;
NRPreorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的中序非递归遍历序列为:
"）;
NRinorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的后序非递归遍历序列为:
"）;
NRpostorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"以先序遍历输出该二叉树，每个节点的平衡因子如下:
\n"）;
shendu（bt）;
getchar（）;
getchar（）;
return0;
}
（2）二叉排序树创建模块：
node*create（）
{
node*bt;
node*q,*p;
bt=NULL;/*根节点指针置空*/
intx;
inti;
intm;
intj;
printf（"请输入数据个数:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
printf（"请输入数据:
\n"）;
for（j=0;j{
scanf（"%d",&x）;
i=0;
q=（node*）malloc（sizeof（node））;/*申请新节点，将新节点数据域赋值，左右孩子置空*/
q->data=x;
q->lc=q->rc=NULL;
if（bt==NULL）/*如果根节点指针为空，将其指向新申请节点*/
bt=q;
else
{
p=bt;/*活动指针指向根节点*/
while（i==0）
{
if（p->data>x）/*如果新输入的数值比当前节点的数值小*/
{
if（p->lc!
=NULL）/*如果当前节点的左孩子不为空，将活动指针移到它的左孩子*/
p=p->lc;
else/*否则将新申请节点链到当前节点的左孩子，将i标记为1，表示已处理*/
{
p->lc=q;
i=1;
}
}
else/*否则沿右链域比较*/
{
if（p->rc!
=NULL）
p=p->rc;
else/*直到终端，插入输入节点*/
{
p->rc=q;
i=1;
}
}
}
}
}
returnbt;
}
（3）先序遍历模块：
voidNRPreorder（node*bt）
{
node*p;
top=-1;
top++;
s[top]=bt;
while（top!
=-1）
{
p=s[top--];
while（p）
{
printf（"%d",p->data）;
top++;
s[top]=p->rc;
p=p->lc;
}
}
}
（4）中序遍历模块
voidNRinorder（node*bt）
{
node*p;
inttop;
if（bt==NULL）return;
top=0;
p=bt;
while（!
（p==NULL&&top==0））
{
while（p!
=NULL）
{
s[top]=p;
top++;
p=p->lc;
}
if（top<=0）return;
else
{
top--;
p=s[top];
printf（"%d",p->data）;
p=p->rc;
}
}
}
（5）后序遍历模块：
voidNRpostorder（node*bt）
{
node*p,*q;
inttop=-1;
intflag;
p=bt;
if（p!
=NULL）
{
do
{
while（p!
=NULL）
{
top++;
s[top]=p;
p=p->lc;
}
q=NULL;
flag=1;
while（top!
=-1&&flag）
{
p=s[top];
if（p->rc==q）
{
printf（"%d",p->data）;
top--;
q=p;
}
else
{
p=p->rc;
flag=0;
}
}
}while（top!
=-1）;
}
}
（6）计算左右子树深度模块
intheight（node*bt）
{
inthl,hr;
if（bt==NULL）/*利用递归算法求左右子树的深度*/
return0;
else
{
hl=height（bt->lc）;
hr=height（bt->rc）;
if（hl>hr）
return（hl+1）;
else
return（hr+1）;
}
}
（7）计算平衡因子模块
voidshendu（node*bt）
{
intsl,sr;
intph;
node*p;
top=-1;
top++;
s[top]=bt;
while（top!
=-1）
{
p=s[top--];
while（p）
{
sl=height（p->lc）;/*当前节点左子树的深度*/
sr=height（p->rc）;/*当前节点右子树的深度*/
ph=sl-sr;/*当前节点的平衡因子*/
printf（"节点为%d的平衡因子为%d\n",p->data,ph）;
top++;
s[top]=p->rc;
p=p->lc;
}
}
}
3.函数调用图：
4.完整的程序：
（见源文件）.
四使用说明、测试分析及结果
1．程序使用说明
（1）本程序的运行环境为VC6.0。
（2）进入演示程序后即显示提示信息：
请输入数据个数：
请输入数据：
输入完数据以三种形式输出二叉排序树，并输出每个节点的平衡因子.
2.测试数据：
输入元素的个数为8，元素为5325762048146084
输出为：
先序遍历：
5325201448766084
中序遍历：
1420254853607684
后序遍历：
1420482560847653
平衡因子：
节点53的平衡因子为1
节点25的平衡因子为1
节点20的平衡因子为1
节点14的平衡因子为0
节点48的平衡因子为0
节点76的平衡因子为0
节点60的平衡因子为0
节点84的平衡因子为0
3.运行界面：
五、实验总结
本次试验过程比较顺利，由于上次的二叉树积累了经验，所以这次编得比较快，编程过程中没有出现问题，通过这次编程对于二叉树有了更进一步的熟悉和了解，可以熟练编写二叉排序树，熟悉了二叉排序树的结构，并且对于计算节点的深度以及节点的平衡因子有了一定的掌握。
教师评语：
实验成绩：
#include
#include
#definemaxsize100
//定义结构体
typedefstructnode
{
chardata;
structnode*lc;
structnode*rc;
}node;
//定义栈
node*s[maxsize];
inttop=-1;
//创建二叉排序树
node*create（）
{
node*bt;
node*q,*p;
bt=NULL;/*根节点指针置空*/
intx;
inti;
intm;
intj;
printf（"请输入数据个数:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
printf（"请输入数据:
\n"）;
for（j=0;j{
scanf（"%d",&x）;
i=0;
q=（node*）malloc（sizeof（node））;/*申请新节点，将新节点数据域赋值，左右孩子置空*/
q->data=x;
q->lc=q->rc=NULL;
if（bt==NULL）/*如果根节点指针为空，将其指向新申请节点*/
bt=q;
else
{
p=bt;/*活动指针指向根节点*/
while（i==0）
{
if（p->data>x）/*如果新输入的数值比当前节点的数值小*/
{
if（p->lc!
=NULL）/*如果当前节点的左孩子不为空，将活动指针移到它的左孩子*/
p=p->lc;
else/*否则将新申请节点链到当前节点的左孩子，将i标记为1，表示已处理*/
{
p->lc=q;
i=1;
}
}
else/*否则沿右链域比较*/
{
if（p->rc!
=NULL）
p=p->rc;
else/*直到终端，插入输入节点*/
{
p->rc=q;
i=1;
}
}
}
}
}
returnbt;
}
//先序递归遍历
voidpreorder（node*bt）
{
if（bt!
=NULL）
{
printf（"%d",bt->data）;
preorder（bt->lc）;
preorder（bt->rc）;
}
}
//中序递归遍历
voidinorder（node*bt）
{
if（bt!
=NULL）
{
inorder（bt->lc）;
printf（"%d",bt->data）;
inorder（bt->rc）;
}
}
//后序递归遍历
voidpostorder（node*bt）
{
if（bt!
=NULL）
{
postorder（bt->lc）;
postorder（bt->rc）;
printf（"%d",bt->data）;
}
}
//先序非递归遍历
voidNRPreorder（node*bt）
{
node*p;
top=-1;
top++;
s[top]=bt;
while（top!
=-1）
{
p=s[top--];
while（p）
{
printf（"%d",p->data）;
top++;
s[top]=p->rc;
p=p->lc;
}
}
}
//中序非递归遍历
voidNRinorder（node*bt）
{
node*p;
inttop;
if（bt==NULL）return;
top=0;
p=bt;
while（!
（p==NULL&&top==0））
{
while（p!
=NULL）
{
s[top]=p;
top++;
p=p->lc;
}
if（top<=0）return;
else
{
top--;
p=s[top];
printf（"%d",p->data）;
p=p->rc;
}
}
}
//后序非递归遍历
voidNRpostorder（node*bt）
{
node*p,*q;
inttop=-1;
intflag;
p=bt;
if（p!
=NULL）
{
do
{
while（p!
=NULL）
{
top++;
s[top]=p;
p=p->lc;
}
q=NULL;
flag=1;
while（top!
=-1&&flag）
{
p=s[top];
if（p->rc==q）
{
printf（"%d",p->data）;
top--;
q=p;
}
else
{
p=p->rc;
flag=0;
}
}
}while（top!
=-1）;
}
}
//计算平衡因子
intheight（node*bt）
{
inthl,hr;
if（bt==NULL）/*利用递归算法求左右子树的深度*/
return0;
else
{
hl=height（bt->lc）;
hr=height（bt->rc）;
if（hl>hr）
return（hl+1）;
else
return（hr+1）;
}
}
voidshendu（node*bt）
{
intsl,sr;
intph;
node*p;
top=-1;
top++;
s[top]=bt;
while（top!
=-1）
{
p=s[top--];
while（p）
{
sl=height（p->lc）;/*当前节点左子树的深度*/
sr=height（p->rc）;/*当前节点右子树的深度*/
ph=sl-sr;/*当前节点的平衡因子*/
printf（"节点为%d的平衡因子为%d\n",p->data,ph）;
top++;
s[top]=p->rc;
p=p->lc;
}
}
}
intmain（）
{
node*bt;
bt=create（）;
printf（"该二叉树的先序递归遍历序列为:
"）;
preorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的中序递归遍历序列为:
"）;
inorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的后序递归遍历序列为:
"）;
postorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的先序非递归遍历序列为:
"）;
NRPreorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的中序非递归遍历序列为:
"）;
NRinorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"该二叉树的后序非递归遍历序列为:
"）;
NRpostorder（bt）;
printf（"\n"）;
printf（"以先序遍历输出该二叉树，每个节点的平衡因子如下:
\n"）;
shendu（bt）;
getchar（）;
getchar（）;
return0;
}
升级会员 