数据结构课程设计二叉排序树的实现.docx

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数据结构课程设计二叉排序树的实现

数据结构课程设计

一、引言

数据结构是一门理论性强、思维抽象、难度较大的课程，是基础课和专业课之间的桥梁。

该课程的先行课程是计算机基础、程序设计语言、离散数学等，后续课程有操作系统、编译原理、数据库原理、软件工程等。

通过本门课程的学习，我们应该能透彻地理解各种数据对象的特点，学会数据的组织方法和实现方法，并进一步培养良好的程序设计能力和解决实际问题的能力。

数据结构是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课程，在该专业的课程体系中起着承上启下的作用，学好数据结构对于提高理论认知水平和实践能力有着极为重要的作用。

学习数据结构的最终目的是为了获得求解问题的能力。

对于现实世界中的问题，应该能从中抽象出一个适当的数学模型，该数学模型在计算机内部用相应的数据结构来表示，然后设计一个解此数学模型的算法，再进行编程调试，最后获得问题的解答。

实习课程是为了加强编程能力的培养，鼓励学生使用新兴的编程语言。

相信通过数据结构课程实践，无论是理论知识，还是实践动手能力，我们都会有不同程度上的提高。

二、课程设计目的

本课程是数据结构课程的实践环节。

主要目的在于加强学生在课程中学习的相关算法和这些方法的具体应用，使学生进一步掌握在C++或其他语言中应用这些算法的能力。

通过课程设计题目的练习，强化学生对所学知识的掌握及对问题分析和任务定义的理解。

三、内容设计要求

二叉排序树的实现：

用顺序和二叉链表作存储结构

1）以回车（‘\n’）为输入结束标志，输入数列L,生成一棵二叉排序树T;

2）对二叉排序树T作中序遍历，输出结果；

3）输入元素x，查找二叉排序树T，若存在含x的结点，则删除该结点，并作中序遍历（执行操作2）；否则输出信息“无x”。

（一）问题分析和任务定义

对问题的描述应避开具体的算法和涉及的数据结构，它是对要完成的任务作出明确的回答，强调的是做什么，而不是怎么做。

（二）详细的设计和编码

算法的具体描述和代码的书写。

（三）上机调试

源程序的输入和代码的调试。

要求：

设计中要求综合运用所学知识，上机解决一些与实际应用结合紧密的、规模较大的问题，通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练，深刻理解、牢固的掌握数据结构和算法设计技术，掌握分析、解决实际问题的能力。

四、源代码

1、用二叉链表存储结构实现

#include

usingnamespacestd;

typedefintKeyType;

typedefstructNode{

KeyTypekey;

structNode*lchild,*rchild;

}BSTNode,*BSTree;

voidInsertBST（BSTree*bst,KeyTypekey）{

BSTrees;

if（*bst==NULL）/*递归结束条件*/

{

s=newBSTNode;

s->key=key;

s->lchild=NULL;

s->rchild=NULL;

*bst=s;

}

else

if（key<（*bst）->key）

InsertBST（&（（*bst）->lchild）,key）;/*将s插入左子树*/

else

if（key>（*bst）->key）

InsertBST（&（（*bst）->rchild）,key）;/*将s插入右子树*/

}

voidCreateBST（BSTree*bst）{

KeyTypekey;

*bst=NULL;

scanf（"%d",&key）;

while（key!

=0）

{

InsertBST（bst,key）;

scanf（"%d",&key）;

}

}

voidInOrder（BSTreeroot）{

if（root!

=NULL）

{

InOrder（root->lchild）;

printf（"%d",root->key）;

InOrder（root->rchild）;

}

}

BSTNode*DelBST（BSTreeT,KeyTypex）{

BSTNode*p,*f,*s,*q;

p=T;

f=NULL;

while（p）/*查找关键字为x的待删结点p*/

{

if（p->key==x）break;

f=p;/*f指向p结点的双亲结点*/

if（p->key>x）

p=p->lchild;

else

p=p->rchild;

}

if（p==NULL）returnT;/*若找不到，返回原来的二叉排序树*/

if（p->lchild==NULL）/*p无左子树*/

{

if（f==NULL）

T=p->rchild;

else

if（f->lchild==p）

f->lchild=p->rchild;

else

f->rchild=p->rchild;

deletep;

}

else/*p有左子树*/

{

q=p;

s=p->lchild;

while（s->rchild）/*在p的左子树中查找最右下结点*/

{

q=s;

s=s->rchild;

}

if（q==p）

q->lchild=s->lchild;/*将s的左子树链到q上*/

else

q->rchild=s->lchild;

p->key=s->key;

deletes;

}

returnT;

}

voidmain（）{

BSTreeT;

intx;

BSTreeresult;

printf（"建立二叉排序树，请输入序列L:

\n"）;

CreateBST（&T）;

printf（"中序遍历输出序列为:

"）;

InOrder（T）;

cin>>x;

result=DelBST（T,x）;

if（result!

=NULL）{

InOrder（result）;

}

else

printf（"无x\n"）;

}

2、用顺序存储结构实现

#include

usingnamespacestd;

typedefintKeyType;

typedefstructNode{

KeyTypekey;

structNode*next;

}BSTNode,*BSTree;

intA[40]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,

-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};

intj,i=0;

voidInsertBST（intA[],KeyTypekey）{

intj=0;

while（A[j]!

=-1）{

if（key

j=2*j+1;

else

j=2*j+2;

}

A[j]=key;

}

voidCreateBST（intA[]）{

intkey;

scanf（"%d",&key）;

while（key!

=-1）

{

InsertBST（A,key）;

scanf（"%d",&key）;

}

}

voidTraverse（intA[],inti）{

if（A[i]!

=-1）{

Traverse（A,2*i+1）;

cout<

Traverse（A,2*i+2）;

}

}

voidDelBST（intA[],KeyTypex）{

for（i=0;i<40;i++）

if（A[i]==x）

A[i]=-1;

}

voidmain（）{

intx;

//intkey;

printf（"建立二叉排序树，请输入序列L:

\n"）;

CreateBST（A）;

printf（"中序遍历输出序列为:

"）;

Traverse（A,0）;

cin>>x;

if（A[i]!

=-1）{

DelBST（A,x）;

printf（"删除x后中序遍历输出序列为:

"）;

Traverse（A,0）;

}

else

printf（"无X\n"）;

}

五、测试分析

程序运行：

1、用二叉链表存储结构实现：

2、用顺序存储结构实现：

六、总结与体会

通过一周的课程设计，对计算机的应用，数据结构的作用以及C++的使用都有了更深的了解。

在理论学习和上机实践的各个环节中，通过自主学习和请教老师，我收获了不少。

当然也遇到不少的问题，也正是因为这些问题引发的思考给我带了收获。

从当初不喜欢上机写程序到现在能主动写程序，从当初拿着程序不知如何下手到现在知道如何分析问题，如何用专业知识解决实际问题的转变，我发现无论是专业知识还是动手能力，自己都有很大程度的提高。

通过课程设计题目的练习，强化学生对所学知识的掌握及对问题分析和任务定义的理解。

在这段时间里，我遇到过的问题主要就是C语言和C++语言有些混淆，一些用法记不太清楚。

在老师的指导帮助下，同学们课余时间的讨论中，这些问题都一一得到了解决。

在程序的调试能力上，无形中得到了许多的提高。

例如：

头文件的使用，变量和数组的范围问题，定义变量时出现的问题等等。

在实际的上机操作过程中，不仅是让我们了解数据结构的理论知识，更重要的是培养解决实际问题的能力，所以相信通过此次实习可以提高我们分析设计能力和编程能力，为后续课程的学习及实践打下良好的基础。

我的这个是根据你的C语言全部修改成C++的，可以运行，可以答辩，放心吧

1、用二叉链表存储结构实现

#include

usingnamespacestd;

typedefintKeyType;//这个KeyType就是int类型。

typedefstructNode{

KeyTypekey;

structNode*lchild,*rchild;

}BSTNode,*BSTree;

voidInsertBST（BSTree*bst,KeyTypekey）{

BSTrees;

if（*bst==NULL）/*递归结束条件*/

{

s=newBSTNode;

s->key=key;

s->lchild=NULL;

s->rchild=NULL;

*bst=s;

}

else

if（key<（*bst）->key）

InsertBST（&（（*bst）->lchild）,key）;/*将s插入左子树*/

else

if（key>（*bst）->key）

InsertBST（&（（*bst）->rchild）,key）;/*将s插入右子树*/

}

voidCreateBST（BSTree*bst）{

KeyTypekey;

*bst=NULL;

cin>>key;

while（key!

=0）

{

InsertBST（bst,key）;

cin>>key;//这个是输入判断，如果输入0停止构建二叉树

}

}

voidInOrder（BSTreeroot）{

if（root!

=NULL）

{

InOrder（root->lchild）;

cout<key<<"";//输出根节点的值

InOrder（root->rchild）;

}

}

BSTNode*DelBST（BSTreeT,KeyTypex）{

BSTNode*p,*f,*s,*q;

p=T;

f=NULL;

while（p）/*查找关键字为x的待删结点p*/

{

if（p->key==x）break;

f=p;/*f指向p结点的双亲结点*/

if（p->key>x）

p=p->lchild;

else

p=p->rchild;

}

if（p==NULL）returnNULL;/*若找不到，返回空*/

if（p->lchild==NULL）/*p无左子树*/

{

if（f==NULL）

T=p->rchild;

else

if（f->lchild==p）

f->lchild=p->rchild;

else

f->rchild=p->rchild;

deletep;

}

else/*p有左子树*/

{

q=p;

s=p->lchild;

while（s->rchild）/*在p的左子树中查找最右下结点*/

{

q=s;

s=s->rchild;

}

if（q==p）

q->lchild=s->lchild;/*将s的左子树链到q上*/

else

q->rchild=s->lchild;

p->key=s->key;

deletes;

}

returnT;

}

voidmain（）{

BSTreeT;

intx;

BSTreeresult;

cout<<"建立二叉排序树，请输入序列L:

\n";

CreateBST（&T）;

cout<<"中序遍历输出序列为:

";

InOrder（T）;

cout<

cout<<"请输入要删除的结点"<

cin>>x;

result=DelBST（T,x）;

if（result!

=NULL）{

InOrder（result）;

}

else

cout<<"无x\n";

}

2、用顺序存储结构实现：

#include

usingnamespacestd;

typedefintKeyType;

typedefstructNode{

KeyTypekey;

structNode*next;

}BSTNode,*BSTree;

intA[40]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,

-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};

intj,i=0;

voidInsertBST（intA[],KeyTypekey）{

intj=0;

while（A[j]!

=-1）{

if（key

j=2*j+1;

else

j=2*j+2;

}

A[j]=key;

}

voidCreateBST（intA[]）{

intkey;

cin>>key;

while（key!

=-1）

{

InsertBST（A,key）;

cin>>key;

}

}

voidTraverse（intA[],inti）{

if（A[i]!

=-1）{

Traverse（A,2*i+1）;

cout<

Traverse（A,2*i+2）;

}

}

voidDelBST（intA[],KeyTypex）

{

for（i=0;i<40;i++）

if（A[i]==x）

{A[i]=-1;

break;}

}

voidmain（）

{

intx;

cout<<"建立二叉排序树，请输入序列L:

"<

CreateBST（A）;

cout<<"中序遍历输出序列为:

";

Traverse（A,0）;

cout<

cout<<"请输入要删除元素"<

cin>>x;

DelBST（A,x）;

if（A[i]==-1）{

cout<<"删除x后中序遍历输出序列为:

";

Traverse（A,0）;

}

else

cout<<"无X\n";

}

2、用顺序存储结构实现：

#include

usingnamespacestd;

typedefintKeyType;

typedefstructNode{

KeyTypekey;

structNode*next;

}BSTNode,*BSTree;

intA[40]={-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,

-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1};

intj,i=0;

voidInsertBST（intA[],KeyTypekey）{

intj=0;

while（A[j]!

=-1）{

if（key

j=2*j+1;

else

j=2*j+2;

}

A[j]=key;

}

voidCreateBST（intA[]）{

intkey;

cin>>key;

while（key!

=-1）

{

InsertBST（A,key）;

cin>>key;

}

}

voidTraverse（intA[],inti）{

if（A[i]!

=-1）{

Traverse（A,2*i+1）;

cout<

Traverse（A,2*i+2）;

}

}

voidDelBST（intA[],KeyTypex）

{

for（i=0;i<40;i++）

if（A[i]==x）

{A[i]=-1;

break;}

}

voidmain（）

{

intx;

cout<<"建立二叉排序树，请输入序列L:

"<

CreateBST（A）;

cout<<"中序遍历输出序列为:

";

Traverse（A,0）;

cout<

cout<<"请输入要删除元素"<

cin>>x;

DelBST（A,x）;

if（A[i]==-1）{

cout<<"删除x后中序遍历输出序列为:

";

Traverse（A,0）;

}

else

cout<<"无X\n";

}