数据结构二叉树实验报告.docx
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数据结构二叉树实验报告
二叉树两种存储结构的应用
1、实验题目
实验名称：
二叉树两种存储结构的应用
2、实验目的和要求
1．掌握二叉树的遍历思想及二叉树的存储实现。
2．掌握二叉树的基本操作：
建立二叉树、二叉树的遍历。
3．选择一种形式完成二叉树的显示。
4．掌握二叉树的常见算法的程序实现。
5．实验报告中要写出测试数据、错误分析以及收获。
三、实验内容
二叉树的建立及相关算法的实现
完成的功能包括如下几点：
①编程实现建立一棵二叉树，然后对其进行先序、中序和后序遍历。
②显示二叉树。
③求二叉树的高度及二叉树的叶子个数等等。
④在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。
四、实验步骤
1、分析讨论实验内容及要求，分配任务；
2、整理实验程序，使之成为完整结合；
3、编译、组建、调试运行程序，得到符合要求的程序及结果。
刘燕楠：
二叉树的建立
王旭峰：
二叉树的递归遍历
夏南南：
二叉树的叶子结点个数求解
许雪峰：
二叉树的树高求解
康凯：
二叉树的显示输出及顺序栈的操作
岳晓芳：
二叉树的非递归遍历以及程序的调试
5、实验程序代码
#include
#include
#include
#include
#include
constintN=100;
intm=0;
typedefstructNode
{
chardata;
intmark;//标注从左还是右回来的
intcount;//标记是否读过
structNode*Lchild;
structNode*Rchild;
}BiTNode,*BiTree;
//顺序栈的操作
typedefstruct{
BiTNodedata[N];
inttop;
}sqstack;
voidpush（sqstack&s,BiTNodee）//入栈
{
if（s.top==N-1）
printf（"栈满\n"）;//判栈满
else
{
s.top++;
s.data[s.top]=e;
}
}
voidpop（sqstack&s）//出栈
{
if（s.top==-1）
printf（"栈空!
"）;//判栈空
else
s.top--;
}
//二叉树的操作
voidCreate（BiTree&T）//二叉树的建立
{
charch;
getchar（）;
ch=getchar（）;
if（ch=='#'）
T=NULL;
else
{
T=（BiTNode*）malloc（sizeof（BiTNode））;
if（T==NULL）
printf（"error!
"）;
T->data=ch;
printf（"请输入%c结点的左子树:
",T->data）;
Create（T->Lchild）;
printf（"请输入%c结点的右子树:
",T->data）;
Create（T->Rchild）;
}
}
voidpreorder（BiTreeT）//先序遍历
{
if（T==NULL）return;
if（T!
=NULL）
{
printf（"%c",T->data）;
preorder（T->Lchild）;
preorder（T->Rchild）;
}
}
voidpostorder（BiTreeT）//后序遍历
{
if（T==NULL）return;
if（T!
=NULL）
{
postorder（T->Lchild）;
postorder（T->Rchild）;
printf（"%c",T->data）;
}
}
voidinorder（BiTreeT）//中序遍历
{
if（T==NULL）return;
if（T!
=NULL）
{
inorder（T->Lchild）;
printf（"%c",T->data）;
inorder（T->Rchild）;
}
}
voidBiTreeleaf（BiTreeT）//求二叉树的叶子结点
{
if（T==NULL）return;
if（T!
=NULL）
{
if（T->Lchild==NULL&&T->Rchild==NULL）
{
m++;
printf（"%c",T->data）;
}
BiTreeleaf（T->Lchild）;
BiTreeleaf（T->Rchild）;
}
}
intTreehigh（BiTree&T）//求树高
{
intLH=0,RH=0;
if（T==NULL）return0;
else
{
LH=Treehigh（T->Lchild）;
RH=Treehigh（T->Rchild）;
if（LH>RH）returnLH+1;
else
returnRH+1;
}
}
//非递归方法先序遍历二叉树
voidstackpreorder（BiTreeT）
{
sqstacks;//栈的初始化
s.top=-1;
if（T!
=NULL）
{
T->mark=0;
T->count=0;//标记未读
push（s,*T）;//树不空根结点入栈
}
BiTNode*p;//工作指针
while（s.top!
=-1）//栈不空
{
p=&s.data[s.top];
while（p）
{
if（p->count==0）//未读
{
printf（"%c",*p）;
p->count=1;//标记已读
}
if（p->mark==2）
return;
else
{
if（p->Lchild!
=NULL&&p->mark==0）//左孩子入栈,直到走到尽头
{
p->mark=1;//表明从左进来的
p->Lchild->mark=0;
push（s,*p->Lchild）;
p=&s.data[s.top];
p->count=0;//标记未读
}
else
break;
}
}
if（s.top!
=-1）
{
p=&s.data[s.top];
pop（s）;
if（p->Rchild!
=NULL）
{
p->mark=2;//从右进
push（s,*p->Rchild）;//右孩子入栈
p=&s.data[s.top];
p->count=0;
}
}
}
}
//非递归方法中序遍历二叉树
voidstackinorder（BiTreeT）
{
sqstacks;//栈的初始化
s.top=-1;
if（T!
=NULL）//树不空根结点入栈
{
T->mark=0;
push（s,*T）;
}
BiTNode*p;//工作指针
while（s.top!
=-1）//栈不空
{
while（（p=&s.data[s.top]）&&p）
{
if（p->Lchild!
=NULL&&p->mark==0）//表明还没走左的
{
//左孩子入栈,直到走到尽头
p->mark=1;//表明从左进来的
p->Lchild->mark=0;
push（s,*p->Lchild）;
}
else
{p->mark=1;
break;
}
}
if（s.top!
=-1）
{
p=&s.data[s.top];
if（p->mark==1）//从左子回来，读出
{
printf（"%c",*p）;
pop（s）;
}
p->mark=2;//是从右进入的
if（p->Rchild!
=NULL）
push（s,*p->Rchild）;//右孩子入栈
}
}
}
//非递归方法后序遍历二叉树,与中序非常类似,是要判断从右子回来才输出
voidstackpostorder（BiTreeT）
{
sqstacks;//栈的初始化
s.top=-1;
if（T!
=NULL）//树不空根结点入栈
{
T->mark=0;
push（s,*T）;
}
BiTNode*p;//工作指针
while（s.top!
=-1）//栈不空
{p=&s.data[s.top];
while（p）
{
if（p->Lchild!
=NULL&&p->mark==0）//表明还没走左的
{
//左孩子入栈,直到走到尽头
p->mark=1;//表明从左进来的
p->Lchild->mark=0;
push（s,*p->Lchild）;
p=&s.data[s.top];
}
else
break;
}
if（s.top!
=-1）
{
p=&s.data[s.top];
if（p->mark==2）//从右子回来,才输出
{
printf（"%c",*p）;
pop（s）;
}
else
{
p->mark=2;//是从右进入的
if（p->Rchild!
=NULL）
push（s,*p->Rchild）;//右孩子入栈
}
}
}
}
//按竖向树状显示二叉树的树状结构
voidPrintTree（BiTreeT,intlayer）
{
inti;
if（T==NULL）return;
PrintTree（T->Rchild,layer+1）;
for（i=0;iprintf（""）;
printf（"%c\n\n",T->data）;
PrintTree（T->Lchild,layer+1）;
}
voidpre_order（BiTreeT）
{
intx;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"\t\t*1--递归先序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*2--非递归先序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"请输入你的选项:
"）;
scanf（"%d",&x）;
switch（x）
{
case1:
printf（"此二叉树的先序递归遍历是:
"）;
preorder（T）;
break;
case2:
printf（"此二叉树的先序非递归遍历是:
"）;
stackpreorder（T）;
break;
default:
printf（"error!
\n"）;
break;
}
}
voidin_order（BiTreeT）
{
intx;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"\t\t*1--递归中序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*2--非递归中序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"请输入你的选项:
"）;
scanf（"%d",&x）;
switch（x）
{
case1:
printf（"此二叉树的中序递归遍历是:
"）;
inorder（T）;
break;
case2:
printf（"此二叉树的中序非递归遍历是:
"）;
stackinorder（T）;
break;
default:
printf（"error!
\n"）;
break;
}
}
voidpost_order（BiTreeT）
{
intx;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"\t\t*1--递归后序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*2--非递归后序遍历*\n"）;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"请输入你的选项:
"）;
scanf（"%d",&x）;
switch（x）
{
case1:
printf（"此二叉树的后序递归遍历是:
"）;
postorder（T）;
break;
case2:
printf（"此二叉树的后序非递归遍历是:
"）;
stackpostorder（T）;
break;
default:
printf（"error!
\n"）;
break;
}
}
intmain（）
{
BiTreeT=NULL;
intdep;
intlayer=0;//层数
intx,y=1;
while（y）
{
printf（"\n"）;
printf（"\t\t二叉树子系统\n"）;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"\t\t*1--建立一棵二叉树*\n"）;
printf（"\t\t*2--先序遍历二叉树*\n"）;
printf（"\t\t*3--中序遍历二叉树*\n"）;
printf（"\t\t*4--后序遍历二叉树*\n"）;
printf（"\t\t*5--二叉树的叶子数*\n"）;
printf（"\t\t*6--输出二叉树的深度*\n"）;
printf（"\t\t*7--显示二叉树*\n"）;
printf（"\t\t*0--返回*\n"）;
printf（"\t\t*************************\n"）;
printf（"提示:
空用'#'表示:
\n"）;
printf（"请输入你的选项:
"）;
scanf（"%d",&x）;
printf（"\n"）;
switch（x）
{
case1:
system（"cls"）;
printf（"按先序序列输入:
\n"）;
printf（"请输入该树的根结点:
"）;
Create（T）;
printf（"\n您的树已经建立好!
\n\n"）;
break;
case2:
system（"cls"）;
pre_order（T）;
printf（"\n"）;
break;
case3:
system（"cls"）;
in_order（T）;
printf（"\n"）;
break;
case4:
system（"cls"）;
post_order（T）;
printf（"\n"）;
break;
case5:
printf（"此二叉树的叶子结点为:
"）;
BiTreeleaf（T）;
printf（"\n此二叉树的叶子结点数为:
"）;
printf（"%d\n",m）;
break;
case6:
printf（"此二叉树的深度为:
"）;
dep=Treehigh（T）;
printf（"%d",dep）;
break;
case7:
system（"cls"）;
printf（"此二叉树的显示如下:
\n"）;
PrintTree（T,layer）;
printf（"\n"）;
break;
case0:
y=0;
break;
default:
printf（"error!
\n"）;
break;
}
}
return0;
}
6、测试结果
（主界面）
（以上为第一棵树的所有操作）
（第二棵树的部分操作）
7、实验结论
通过本次实验的学习，不仅巩固了以前学过的知识，而且对二叉树的操作有了深刻的理解，使每一位小组成员都收获了很多。
具体学习了二叉树的建立，递归以及非递归的遍历思想，同时对于以前学过的顺序栈的操作也进一步的复习，对自己的编程水平有了很大的提高。
在实验中我们也发现了自己很多的不足。
课本上学到的知识当变成具体的程序时，又会遇到很多的问题，调试程序中遇见了很多问题，但是在团队协作的乐趣中，我们不畏错误，尝试着修改分析。
这样的过程中，我们的各方面在不断的提高，相信我们小组会越做越好。
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