数据结构树和二叉树实验报告.docx
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数据结构树和二叉树实验报告
《数据结构》课程实验报告
实验名称
树和二叉树
实验序号
5
实验日期
姓名
院系
班级
学号
专业
指导教师
成绩
教师评语
一、实验目的和要求
（1）掌握树的相关概念，包括树、结点的度、树的度、分支结点、叶子结点、儿子结点、双亲结点、树的深度、森林等定义。
（2）掌握树的表示，包括树形表示法、文氏图表示法、凹入表示法和括号表示法等。
（3）掌握二叉树的概念，包括二叉树、满二叉树和完全二叉树的定义。
（4）掌握二叉树的性质。
（5）重点掌握二叉树的存储结构，包括二叉树顺序存储结构和链式存储结构。
（6）重点掌握二叉树的基本运算和各种遍历算法的实现。
（7）掌握线索二叉树的概念和相关算法的实现。
（8）掌握哈夫曼树的疋义、哈夫曼树的构造过程和哈夫曼编码产生方法。
（9）掌握并查集的相关概念和算法。
（10）灵活掌握运用二叉树这种数据结构解决一些综合应用问题。
二、实验项目摘要
1•编写一程序，实现二叉树的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能：
（1）输出二叉树b;
（2）输出H结点的左、右孩子结点值；
（3）输出二叉树b的深度；
（4）输出二叉树b的宽度；
（5）输出二叉树b的结点个数；
（6）输出二叉树b的叶子结点个数。
2•编写一程序，实现二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历的各种递归和非递归算法，以及层次遍历的算法。
三、实验预习内容
二叉树存储结构，二叉树基本运算（创建二叉树、寻找结点、找孩子结点、求高度、输出二叉树）
三、实验结果与分析
7-1
#include
#inelude
#defineMaxSize100
typedefcharElemType;
typedefstructnode
{
ElemTypedata;
structnode*lchild;
structnode*rchild;
}BTNode;
voidCreateBTNode（BTNode*&b,char*str）
{
BTNode*St[MaxSize],*p=NULL;
inttop=-1,k,j=0;
charch;
b=NULL;ch=str[j];
while（ch!
='\0'）
{
switch（ch）
{
case'（':
top++;St[top]=p;k=1;break;
case'）':
top--;break;
case',':
k=2;break;default:
p=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode））;p->data=ch;p->lchild=p->rchild=NULL;
if（b==NULL）
b=p;
else
{
switch（k）
{
case1:
St[top]->lchild=p;break;case2:
St[top]->rchild=p;break;}
}
}
j++;
ch=str[j];
}
BTNode*FindNode（BTNode*b,ElemTypex）
{
BTNode*p;
if（b==NULL）
returnNULL;
elseif（b->data==x）returnb;
else
{
p=FindNode（b->lchild,x）;
if（p!
=NULL）
returnp;
else
returnFindNode（b->rchild,x）;
}
}
BTNode*LchildNode（BTNode*p）
{
returnp->lchild;
}
BTNode*RchildNode（BTNode*p）
{
returnp->rchild;
}
intBTNodeDepth（BTNode*b）
{
intlchilddep,rchilddep;
if（b==NULL）return（0）;
else
{lchilddep=BTNodeDepth（b->lchild）;rchilddep=BTNodeDepth（b->rchild）;
return（lchilddep>rchilddep）?
（lchilddep+1）:
（rchilddep+1）;}
}
voidDispBTNode（BTNode*b）
if（b!
=NULL）
{
printf（"%c",b->data）;
if（b->lchild!
=NULL||b->rchild!
=NULL）{
printf（"（"）;
DispBTNode（b->lchild）;
if（b->rchild!
=NULL）printf（","）;
DispBTNode（b->rchild）;
printf（"）"）;
}
}
}
intBTWidth（BTNode*b）
{
struct
{
intIno;
BTNode*p;
}Qu[MaxSize];
intfront,rear;
intlnum,max,i,n;
front=rear=0;
if（b!
=NULL）
{
rear++;
Qu[rear].p=b;
Qu[rear].lno=1;
while（rear!
=front）
{
front++;
b=Qu[front].p;
lnum=Qu[front].lno;
if（b->lchild!
=NULL）
{
rear++;
Qu[rear].p=b->lchild;
Qu[rear]」no=lnum+1;
}
if（b->rchild!
=NULL）
{
rear++;
Qu[rear].p=b->rchild;
Qu[rear].lno=1num+1;
}
}
max=0;lnum=1;i=1;
while（i<=rear）
{
n=0;
while（i<=rear&&Qu[i].lno==lnum）
{
n++;i++;
}
lnum=Qu[i].lno;
if（n>max）max=n;
}
returnmax;
}
else
return0;
}
intNodes（BTNode*b）
{
intnum1,num2;
if（b==NULL）return0;
elseif（b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL）return1;
else
{
num仁Nodes（b->lchild）;
num2=Nodes（b->rchild）;return（num1+num2+1）;
}
}
intLeafNodes（BTNode*b）
{
intnum1,num2;
if（b==NULL）return0;
elseif（b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL）return1;
else
{
num仁LeafNodes（b->lchild）;
num2=LeafNodes（b->rchild）;
return（num1+num2）;
}
}
voidmain（）
{
BTNode*b,*p,*lp,*rp;;
CreateBTNode（b,"A（B（D,E（H（J,K（L,M（,N）））））,C（F,G（,l）））"）;printf（”输出二叉树:
"）;DispBTNode（b）;printf（"\n”）;printf（"'H'结点:
"）;
p=FindNode（b,'H'）;
if（p!
=NULL）
{
lp=LchildNode（p）;
if（lp!
=NULL）
printf（"左孩子为%c",lp->data）;
else
printf（"无左孩子”）；
rp=RchildNode（p）;
if（rp!
=NULL）
printf（"右孩子为%c",rp->data）;
else
printf（"无右孩子”）；
}
printf（"\n"）;
printf（"二叉树b的深度：
％d\n",BTNodeDepth（b））;printf（"二叉树b的宽度:
%d\n",BTWidth（b））;
printf（"二叉树b的结点个数:
%d\n",Nodes（b））;printf（"二叉树b的叶子结点个数：
％d\n",LeafNodes（b））;
}
7-2
#include
#include
#defineMaxSize100
typedefcharElemType;
typedefstructnode
{
ElemTypedata;structnode*lchild;structnode*rchild;
}BTNode;
voidCreateBTNode（BTNode*&b,char*str）
{
BTNode*St[MaxSize],*p=NULL;
inttop=-1,k,j=0;
charch;
b=NULL;
ch=str[j];
while（ch!
='\0'）
{
switch（ch）
{
case'（':
top++;St[top]=p;k=1;break;
case'）':
top--;break;case',':
k=2;break;
default:
p=（BTNode*）malloc（sizeof（BTNode））;p->data=ch;p->lchild=p->rchild=NULL;
if（b==NULL）
b=p;
else
{
switch（k）
{
case1:
St[top]->lchild=p;break;case2:
St[top]->rchild=p;break;}
}
}
j++;
ch=str[j];
}
}
voidDispBTNode（BTNode*b）
{
if（b!
=NULL）
{
printf（"%c",b->data）;
if（b->lchild!
=NULL||b->rchild!
=NULL）
printf（"（"）;
DispBTNode（b->lchild）;if（b->rchild!
=NULL）printf（","）;DispBTNode（b->rchild）;printf（"）"）;
}
}
}
voidPreOrder（BTNode*b）
{
if（b!
=NULL）
{
printf（"%c”,b->data）;
PreOrder（b->lchild）;PreOrder（b->rchild）;
}
}
voidPreOrder1（BTNode*b）
{
BTNode*St[MaxSize],*p;
inttop=-1;
if（b!
=NULL）
{
top++;
St[top]=b;
while（top>-1）
{
p=St[top];
top--;
printf（"%c",p->data）;
if（p->rchild!
=NULL）
{
top++;
St[top]=p->rchild;
}
if（p->lchild!
=NULL）
{
top++;
St[top]=p->lchild;
}
}
printf（"\n"）;
}
}
voidInOrder（BTNode*b）
{
if（b!
=NULL）
{
InOrder（b->lchild）;
printf（"%c”,b->data）;
InOrder（b->rchild）;
}
}
voidInOrder1（BTNode*b）
{
BTNode*St[MaxSize],*p;
inttop=-1;
if（b!
=NULL）
{
p=b;
while（top>-1||p!
=NULL）
{
while（p!
=NULL）
{
top++;
St[top]=p;p=p->lchild;
}
if（top>-1）
{p=St[top];top--;
printf（"%c",p->data）;p=p->rchild;
}
}
printf（"\n"）;
}
}
voidPostOrder（BTNode*b）
{
if（b!
=NULL）
{
PostOrder（b->lchild）;
PostOrder（b->rchild）;
printf（"%c”,b->data）;
}
}
voidPostOrder1（BTNode*b）
{
BTNode*St[MaxSize];
BTNode*p;
intflag,top=-1;
if（b!
=NULL）
{
do
{
while（b!
=NULL）
{
top++;
St[top]=b;b=b->lchild;
}
p=NULL;
flag=1;
while（top!
=-1&&flag）
{
b=St[top];
if（b->rchild==p）
{
printf（"%c",b->data）;top--;
p=b;
}else
{
b=b->rchild;flag=0;
}
}
}while（top!
=-1）;
printf（"\n"）;
}
}
voidLevelOrder（BTNode*b）
{BTNode*p;
BTNode*qu[MaxSize];
intfront,rear;
front=rear=-1;
rear++;
qu[rear]=b;
while（front!
=rear）
{front=（front+1）%MaxSize;
p=qu[front];
printf（"%c",p->data）;
if（p->lchild!
=NULL）
{rear=（rear+1）%MaxSize;qu[rear]=p->lchild;
}
if（p->rchild!
=NULL）
{rear=（rear+1）%MaxSize;qu[rear]=p->rchild;
}
}
}
voidmain（）
{
BTNode*b;
CreateBTNode（b,"A（B（D,E（H（J,K（L,M（,N）））））,C（F,G（,l）））"）;printf（"二叉树b:
"）;DispBTNode（b）;printf（"\n"）;
printf（"先序遍历序列:
\n"）;
printf（"递归算法:
"）;PreOrder（b）;printf（"\n"）;
printf（"非递归算法:
"）;PreOrder1（b）;
printf（"中序遍历序列:
\n"）;
printf（"递归算法:
"）;InOrder（b）;printf（"\n"）;
printf（"非递归算法:
"）;InOrder1（b）;
printf（"后序遍历序列:
\n"）;
printf（"递归算法:
"）;PostOrder（b）;printf（"\n"）;
printf（"非递归算法:
"）;PostOrder1（b）;
printf（”层次遍历序歹U:
”）;LevelOrder（b）;printf（"\n"）;
注：
空间不够，可以增加页码。
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