数据结构课程设计实验报告二叉树的实现.docx
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数据结构课程设计实验报告二叉树的实现
《数据结构》
实验报告
题目:
_二叉树的实现
学号:
_______
姓名:
_______
东南大学成贤学院计算机系
实验题目
一、实验目的
1.掌握二叉树的基本操作，理解递归算法。
二、实验内容
1．将下图所示二叉树采用二叉链表进行存储，然后进行各种操作测试。
三、实验步骤
1.启动：
开始菜单→程序→MicrosoftVisualStudio6.0→
2.建立工程：
文件（File）→新建（new）→在弹出的对话框中选择工程标签（Project）→选中选项：
Win32ConsoleApplication（不能选别的）→输入工程名（ProjectName）→选择工程的存放位置（Location）→单击“确定”按钮（OK）→在弹出的对话框中选中选项：
AnEmptyProject→单击“完成”按钮（Finish）→在弹出的对话框中单击“确定”按钮（OK）。
3.创建头文件：
文件（File）→新建（new）→在弹出的对话框中选择文件标签（Files）→选中选项：
C/C++HeaderFile→输入头文件名（此处定义为“”）→单击“确定”按钮（OK）。
内容如下：
//二叉树结点类模板
template
structBinTreeNode
{
//数据成员:
ElemTypedata;//数据域
BinTreeNode*leftChild;//左孩子
BinTreeNode*rightChild;//右孩子
};
4.创建头文件：
文件（File）→新建（new）→在弹出的对话框中选择文件标签（Files）→选中选项：
C/C++HeaderFile→输入头文件名（此处定义为“”）→单击“确定”按钮（OK）。
定义了链队的类模板，代码如下：
#ifndef__BINNARY_TREE_H__
#define__BINNARY_TREE_H__
//二叉树类模板
template
classBinaryTree
{
private:
//二叉树的数据成员:
BinTreeNode*root;
//二叉树的私有函数:
voidPreOrderHelp（BinTreeNode*r）;//先序遍历
voidInOrderHelp（BinTreeNode*r）;//中序遍历
voidPostOrderHelp（BinTreeNode*r）;//后序遍历
voidCreat（BinTreeNode*r,
intflag,ElemTypeempty,ElemTypeend）;
//递归创建子树
BinTreeNode*GetRoot（）;//返回根指针
BinTreeNode*Locate（BinTreeNode*r,ElemTypee）;//查找元素值为e的结点,返回指针.
BinTreeNode*LeftChild（ElemTypee）;
//定位指定元素的左孩子，返回其指针。
BinTreeNode*Parent（BinTreeNode*r,ElemTypee）;//定位指定元素的父结点
BinTreeNode*LeftSibling（ElemTypee）;
//定位指定元素的左兄弟
intSize（BinTreeNode*r）;
intDepth（BinTreeNode*r）;
intLeaf（BinTreeNode*r）;//统计并返回叶子结点个数
voidClear（BinTreeNode*r）;
voidDisplayTreeeHelp（BinTreeNode*r,intlevel）;
//按树状形式显示以r为根的二叉树，level为层次数，可设根结点的层次数为1
public:
//二叉树公共方法声明:
BinaryTree（ ）;//无参数的构造函数模板
voidCreateBiTree（）;//构造二叉树
BinTreeNode*GetRoot（）;//返回二叉树的根
voidInOrder（）;//二叉树的中序遍历
voidPreOrder（）;//二叉树的先序遍历
voidPostOrder（）;//二叉树的后序遍历
voidLevelOrder（）;//按层遍历
intLocate（ElemTypee）;//查找元素值为e的结点。
intGetLeft（ElemTypee,ElemType&c）;
//读取指定元素的左孩子
intGetParent（ElemTypee,ElemType&f）;
//读取指定元素的父元素
intGetLeftSibling（ElemTypee,ElemType&s）;
//读取指定元素的左兄弟
intInsertChild（ElemTypee,ElemTypex,ElemTypey）;
//为指定元素e插入左、右孩子
intSetElem（ElemTypee,ElemTypex）;
//更新指定元素
intSize（）;
intDepth（）;
intLeaf（）;//统计并返回叶子结点个数
virtual~BinaryTree（）;//销毁二叉树
voidDisplayTree（）;
};
函数实现由学生自己完成
#endif
5.创建源程序文件main.cpp：
文件（File）→新建（new）→在弹出的对话框中选择文件标签（Files）→选中选项：
C++SourceFile→输入源程序文件名（main）→单击“确定”按钮（OK）。
文件内容如下：
#include"binary_tree.h"//二叉树类
intmain（void）
{
利用swtich构造菜单，对二叉树操作进行测试。
（初始化，构造二叉树，图形显示，前序，中序，后序遍历结果，求结点个数，二叉树深度，叶子结点树，查找结点，找指定结点的左孩子，双亲，左兄弟，插入新的左、右孩子。
}
注意：
1.在编程过程中注意及时保存编写内容。
四、实验结果
1.的代码
2.的代码
3.运行结果截图（可以有多张）
1、
#pragmaonce
#include””
usingnamespacestd;
//二叉树类模板
template
classBinaryTree
{
private:
//二叉树的数据成员:
BinTreeNode*root;
//二叉树的私有函数:
voidPreOrderHelp（BinTreeNode*r）;//先序遍历
voidInOrderHelp（BinTreeNode*r）;//中序遍历
voidPostOrderHelp（BinTreeNode*r）;//后序遍历
voidCreat（BinTreeNode*r,
intflag,ElemTypeempty,ElemTypeend）;
//递归创建子树
BinTreeNode*GetRoot（）;//返回根指针
BinTreeNode*Locate（BinTreeNode*r,ElemTypee）;//查找元素值为e的结点,返回指针.
BinTreeNode*LeftChild（ElemTypee）;
//定位指定元素的左孩子，返回其指针。
BinTreeNode*Parent（BinTreeNode*r,ElemTypee）;//定位指定元素的父结点
BinTreeNode*LeftSibling（ElemTypee）;
//定位指定元素的左兄弟
intSize（BinTreeNode*r）;
intDepth（BinTreeNode*r）;
intLeaf（BinTreeNode*r）;//统计并返回叶子结点个数
voidClear（BinTreeNode*r）;
voidDisplayTreeeHelp（BinTreeNode*r,intlevel）;
//按树状形式显示以r为根的二叉树，level为层次数，可设根结点的层次数为1
intsize;
public:
//二叉树公共方法声明:
BinaryTree（）;//无参数的构造函数模板
voidCreateBiTree（）;//构造二叉树
//BinTreeNode*GetRoot（）;//返回二叉树的根
voidInOrder（）;//二叉树的中序遍历
voidPreOrder（）;//二叉树的先序遍历
voidPostOrder（）;//二叉树的后序遍历
voidLevelOrder（）;//按层遍历
intLocate（ElemTypee）;//查找元素值为e的结点。
intGetLeft（ElemTypee,ElemType&c）;
//读取指定元素的左孩子
intGetParent（ElemTypee,ElemType&f）;
//读取指定元素的父元素
intGetLeftSibling（ElemTypee,ElemType&s）;
//读取指定元素的左兄弟
intInsertChild（ElemTypee,ElemTypex,ElemTypey）;
//为指定元素e插入左、右孩子
intSetElem（ElemTypee,ElemTypex）;
//更新指定元素
intSize（）;
intDepth（）;
intLeaf（）;//统计并返回叶子结点个数
virtual~BinaryTree（）;//销毁二叉树
voidDisplayTree（）;
};
template
voidBinaryTree:
:
PreOrderHelp（
BinTreeNode*r）//private
{
if（r!
=NULL）
{
cout<data<<"";//访问根结点
PreOrderHelp（r->leftChild）;//遍历左子树
PreOrderHelp（r->rightChild）;//遍历右子树
}
}
template
voidBinaryTree:
:
PreOrder（）//public
{
PreOrderHelp（root）;
}
template
voidBinaryTree:
:
InOrderHelp（
BinTreeNode*r）//private
{
if（r!
=NULL）
{
InOrderHelp（r->leftChild）;//遍历左子树
cout<data<<"";//访问根结点
InOrderHelp（r->rightChild）;//遍历右子树
}
}
template
voidBinaryTree:
:
InOrder（）//public
{
InOrderHelp（root）;
}
template
voidBinaryTree:
:
PostOrderHelp（
BinTreeNode*r）//private
{
if（r!
=NULL）
{
PostOrderHelp（r->leftChild）;//遍历左子树
PostOrderHelp（r->rightChild）;//遍历右子树
cout<data<<"";//访问根结点
}
}
template
voidBinaryTree:
:
PostOrder（）//public
{
PostOrderHelp（root）;
}
template
voidBinaryTree:
:
LevelOrder（）
{
LinkQueue*>q;
BinTreeNode*t=root;
if（t!
=NULL）（t）;//如果根非空,则入队
while（!
（））
{
（t）;
cout<data<<"";//
if（t->leftChild!
=NULL）//左孩子非空
（t->leftChild）;//左孩子入队
if（t->rightChild!
=NULL）//右孩子非空
（t->rightChild）;//右孩子入队
}
}
template
BinaryTree:
:
BinaryTree（）
{
root=NULL;
}
template
voidBinaryTree:
:
CreateBiTree（）
{
BinTreeNode*r;
ElemTypeend,empty,x;
cout<<"按先序序列的顺序输入一棵二叉树"<cout<<"输入的结束标志是：
";
cin>>end;
cout<<"输入的空结点标志是：
";
cin>>empty;
cout<<"请开始输入：
"<cin>>x;
r=newBinTreeNode;
r->data=x;
r->leftChild=r->rightChild=NULL;
root=r;
Creat（r,0,empty,end）;//创建根结点的左子树
Creat（r,1,empty,end）;//创建根结点的右子树
}
template
voidBinaryTree:
:
Creat（BinTreeNode*r,intflag,ElemTypeempty,ElemTypeend）
{
BinTreeNode*p;ElemTypex;
cin>>x;
if（x!
=end&&x!
=empty）
{
p=newBinTreeNode;p->data=x;
p->leftChild=p->rightChild=NULL;
if（flag==0）r->leftChild=p;//p为左子树
elser->rightChild=p;//p为右子树
size++;
Creat（p,0,empty,end）;//递归创建左子树
Creat（p,1,empty,end）;//递归创建右子树
}
}
template
BinTreeNode*BinaryTree:
:
GetRoot（）
{
returnroot;
}
template
BinTreeNode*BinaryTree:
:
Locate（BinTreeNode*r,ElemTypee）//private
{
if（r==NULL）returnNULL;
if（r->data==e）returnr;
BinTreeNode*p=Locate（r->leftChild,e）;
if（p==NULL）p=Locate（r->rightChild,e）;
returnp;
}
template
intBinaryTree:
:
Locate（ElemTypee）//public
{
if（Locate（root,e）==NULL）
returnfalse;
else
returntrue;
}
template
BinTreeNode*BinaryTree
:
:
LeftChild（ElemTypee）//private
{
BinTreeNode*ep=Locate（root,e）;
if（ep==NULL）returnNULL;//找不到结点e
if（ep->leftChild==NULL）//e无左孩子
returnNULL;
returnep->leftChild;//返回e左孩子的指针
}
template
intBinaryTree:
:
GetLeft（ElemTypee,ElemType&c）//Public
{
BinTreeNode*p=LeftChild（e）;
if（p==NULL）returnfalse;//e无左孩子
c=p->data;
returntrue;
}
template
BinTreeNode*BinaryTree:
:
Parent（BinTreeNode*r,ElemTypee）//private
{
BinTreeNode*p;
if（r==NULL）returnNULL;
if（（r->leftChild!
=NULL&&r->leftChild->data==e）||
（r->rightChild!
=NULL&&r->rightChild->data==e））
returnr;//r是e的父结点，返回结点r的指针
p=Parent（r->leftChild,e）;//递归调用r的左子树
if（p==NULL）p=Parent（r->rightChild,e）;
returnp;
}
template
intBinaryTree:
:
GetParent（ElemTypee,ElemType&f）//public
{
if（root==NULL||root->data==e）
returnfalse;
BinTreeNode*p=Parent（root,e）;
if（p==NULL）returnfalse;//树中无元素e
f=p->data;
returntrue;
}
template
BinTreeNode*BinaryTree:
:
LeftSibling（ElemTypee）//private
{
if（root->data==e）returnNULL;
BinTreeNode*p=Parent（root,e）;
if（p==NULL）returnNULL;//无e结点
if（p->leftChild->data==e）//e是其父亲的左孩子
returnNULL;
returnp->leftChild;//返回e的左兄弟指针
}
template
intBinaryTree:
:
GetLeftSibling（ElemTypee,ElemType&s）
{
if（root->data==e）returnfalse;//根结点无兄弟
BinTreeNode*p=LeftSibling（e）;
if（p==NULL）returnfalse;//e无左兄弟
s=p->data;
returntrue;
}
template
intBinaryTree:
:
InsertChild（ElemTypee,ElemTypex,ElemTypey）
{
BinTreeNode*ep,*xp,*yp;
ep=Locate（root,e）;//定位元素e
if（ep==NULL）returnfalse;//找不到元素e
xp=newBinTreeNode;
xp->data=x;
xp->rightChild=NULL;
yp=newBinTreeNode;
yp->data
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