数据结构树的实现实验报告.docx

1、数据结构树的实现实验报告 数据结构设计性实验报告课程名称_ _ 题目名称 学生学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2010 年 7 月 6 日 抽象数据类型：树的实现一需求分析 树形结构是一类重要的非线性数据结构，其中以树和二叉树最为常用，直观来看，树是以分支关系定义的内部结构。树的结构在客观世界广泛存在，如人类社会的族谱和各种社会组织机构都可以用树来形象表示。树在计算机领域中也得广泛应用，如在编译程序中，可用树来表示源程序的语法结构，又如在数据库系统中，树形结构也是信息的重要组织形式之一。二实验目的 对某个具体的抽象数据类型，运用课程所学的知识和方法，设计合理的数据结构，并在此基础上

2、实现该抽象数据类型的全部基本操作。通过本设计性实验，检验所学知识和能力，发现学习中存在的问题。 进而达到熟练地运用本课程中的基础知识及技术的目的。三实验环境 1、 硬件：PC机 2、 软件：Microsoft Visual C+ 6.0四设计说明 本程序采用树的二叉链表（孩子指针-兄弟指针-双亲指针）存储表示，以下是树的结构定义和基本操作：ADT Tree 数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合。 数据关系R：若D为空集，则称为空树； 若D仅含有一个数据元素，则R为空集，否则R=H，H是如下二元关系： (1) 在D中存在唯一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱； (2) 若D-

3、rootNULL，则存在D-root的一个划分D1,D2,D3, ,Dm(m0)，对于任意jk(1j,km)有DjDk=NULL,且对任意的i(1im)，唯一存在数据元素xiDi有H;(3) 对应于D-root的划分，H-,有唯一的一个划分H1，H2,Hm(m0)，对任意jk(1j,km)有HjHk=NULL，且对任意i(1im),Hi是Di上的二元关系，(Di,Hi)是一棵符合本定义的树，称为根root的子树。 基本操作P：InitTree(&T);操作结果：构造空树T。DestroyTree(&T);初始条件：树T存在。操作结果：销毁树T。CreateTree(&T,definition)

4、;初始条件：definition给出树T的定义。操作结果：按definition构造树T。ClearTree(&T);初始条件：树T存在。操作结果：将树T清为空树。TreeEmpty(T);初始条件：树T存在。操作结果：若T为空树，则返回TRUE，否则返回FALSE。TreeDepth(T);初始条件：树T存在。操作结果：返回的深度。Root(T);初始条件：树T存在。操作结果：返回T的根。Value(T,cur_e);初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点。操作结果：返回cur_e的值。Assign(T,cur_e,value);初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点。操作结果：

5、结点cur_e赋值为value。Parent(T,cur_e);初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点。操作结果：若cur_e是T的非根结点，则返回它的双亲，否则函数值为“空”。LeftChild(T,cur_e);初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点。操作结果：若cur_e是T的非叶子结点，则返回它的最左孩子，否则返回“空”。RightSibling(T,cur_e);初始条件：树T存在，cur_e是T中某个结点。操作结果：若cur_e有右兄弟，则返回它的右兄弟，否则返回“空”。InsertChild(&T,&p,I,c);初始条件：树存在，指向中某个结点，1ip指结点的度，非

6、空树与不相交。操作结果：插入c为中指结点的第棵子树。DeleteChild(&T,&p,i);初始条件：树T存在，p指向T中某个结点，1ip指结点的度。操作结果：删除中所指结点的第棵子树。TraverseTree(T,visit();初始条件：树T存在，visit是对结点操作的应用函数。操作结果：按某种次序对T的每个结点调用函数visit()一次且至多一次。一旦visit()失败，则操作失败。CSTree Search(CSTree T,TElemType cur_e);初始条件：树T存在，cur_e可能是树T中某一个结点的值。操作结果：在树T中查找值为cur_e的结点，找到返回指向这个结点的

7、指针，否则返回空指针。这个函数的作用是为了几个基本操作而服务的。void LevelOrderTraverseTree(CSTree T,void (* visit)(TElemType);初始条件：树T存在，visit是对结点操作的应用函数。操作结果：按层次次序对T的每一个结点调用函数visit()一次且至多一次。void PreOrderTraverseTree(CSTree T,void(*visit)(TElemType);初始条件：树T存在，visit是对结点操作的应用函数。操作函数：按先序次序（先根遍历）对T的每一个结点调用函数visit()一次且至多一次。函数的功能实现是递归实现

8、的。void PostOrderTraverseTree(CSTree T,void (*visit)(TElemType);初始条件：树T存在，visit是对结点操作的应用函数。操作结果：按后根遍历对T的每一个结点调用函数visit()一次且至多一次。函数的功能实现是递归实现的。void visit_print(CSTree p);初始条件：树T存在，visit_print是对结点操作的应用函数。操作函数：对T的每一个结点调用函数visit_print()一次且至多一次。与visit函数不一样的是，visit函数只是输出一个结点的值，而visit_print还输出其结点，第一个孩子，其右兄弟

9、和双亲的值void Print(CSTree T,void (*visit)(CSTree);附加函数：用于显示树的所有内容。初始条件：树T存在；操作结果：将树T的所有结点显示出来。ADT Tree五数据处理 树型数据存储样本： 转化后树的二叉链表存储： 以下为数据样本测试： 操作：判断树书否为空？ 结果：不为空返回树T的深度？ 结果： 4返回树T的根结点？ 结果： A返回树F结点的值？ 结果： F将树根节点重新赋值为W ? 结果：AW求出结点A的双亲? 结果： W求出结点A的第一个孩子结点? 结果： D求出G的第一个兄弟结点? 结果： H插入子树C至A中第2科子树？ 结果： 删除树结点为R的

10、第三颗子树？结果：多种遍历方式遍历树前序遍历树： W-A-D-X-Y-Z-E-B层次序遍历树： W-A-B-D-X-E-Y-Z后序遍历树： D-Y-Z-X-E-A-B-W 以下为运行EXE程序测试过程：选择1：选择14:选择15：选择16：选择4：选择5：选择6：选择7：选择8：选择9：选择10：选择11：选择12：选择13：选择14：选择15：选择16：选择2：六程序清单解读/*抽象数据类型树-源码*/#include#includeusing namespace std;const int TRUE=1;const int FALSE=0;const int OK=1;const int

11、ERROR=0;const int OVERFLOW=1;const int MAX=30;const char NIL= ; /*树的二叉链表孩子-兄弟-双亲存储表示*/typedef struct CSnode char data; CSnode *firstchild,*nextsibling,*parent; /*最左孩子指针 、下一个兄弟指针、双亲指针*/CSNode,*CSTree;/*树的辅助队列结构定义和操作*/typedef struct QNode CSTree data; QNode *next;QNode,*QueuePtr; /*队列的单链式存储结构*/typedef

12、 struct LinkQueue QueuePtr front,rear; /*队头、队尾指针*/LinkQueue;/*队列定义*/*构造一个空队列*/int InitQueue (LinkQueue &Q) if(!(Q.front=Q.rear=new QNode) exit(OVERFLOW); Q.front-next=NULL; return OK;/*销毁队列Q*/int DestroyQueue(LinkQueue &Q) while(Q.front) Q.rear=Q.front-next; delete Q.front; Q.front=Q.rear; return OK

13、;/*将Q清为空队列 */int ClearQueue (LinkQueue &Q) QueuePtr p,q; Q.rear=Q.front; p=Q.front-next; Q.front-next=NULL; while(p) q=p; p=p-next; delete q; return OK;/*若队列Q为空队列则返回TRUE，否则返回FALSE*/int QueueEmpty( LinkQueue Q) if(Q.front=Q.rear) return TRUE; else return FALSE;/* 插入元素e为Q的新的队尾元素 */int EnQueue(LinkQueu

14、e &Q, CSTree e) QueuePtr p; if(!(p=new QNode) exit(OVERFLOW); p-data=e; p-next=NULL; Q.rear-next=p; Q.rear=p; return OK;/*若队列不空,删除Q的队头元素,用e返回其值,并返回OK,否则返回ERROR*/int DeQueue(LinkQueue &Q,CSTree &e) QueuePtr p; if(Q.front=Q.rear) return ERROR; p=Q.front-next; e=p-data; Q.front-next=p-next; if(Q.rear=p

15、) Q.rear=Q.front; delete p; return OK;/*/*树的二叉链表孩子-兄弟-双亲存储定义*/*操作结果: 构造空树T*/int InitTree(CSTree &T) T=NULL; return OK;/*初始条件: 树T存在*/*操作结果: 销毁树T*/void DestroyTree(CSTree &T) if(T) if(T-firstchild) DestroyTree(T-firstchild); if(T-nextsibling) DestroyTree(T-nextsibling); delete T; /*初始条件：树T存在*/*操作结果：按层

16、次次序创建树T*/int CreateTree(CSTree &T) char cMAX; CSTree p,p1,temp; LinkQueue q; InitQueue(q); coutdata=c0; T-nextsibling=NULL; T-parent=NULL; EnQueue(q,T); while(!QueueEmpty(q) DeQueue(q,p); coutn请输入datafirstchild=new CSNode; /*建立长子节点*/ temp=p; /*保存该根节点*/ p1-parent=temp; /*建立双亲域*/ p1-data=c0; EnQueue(q

17、,p1); /*第一个孩子节点入队列*/ for(int i=1;inextsibling=new CSNode; /*建立下一个兄弟节点*/ p1-nextsibling-data=ci; /* 下一个兄弟节点赋值*/ p1-nextsibling-parent=temp; /*建立下一个兄弟节点双亲域*/ EnQueue(q,p1-nextsibling); /*各兄弟入队*/ p1=p1-nextsibling; p1-nextsibling=NULL; /*最后的兄弟结点的nextsibling指针置为空*/ else /*树无孩子只有根节点*/ p-firstchild=NULL;

18、else T=NULL; /*空树*/ return OK;/*初始条件：树T存在*/*操作结果：将树T清为空树*/void ClearTree(CSTree &T) if(T) if(T-firstchild) DestroyTree(T-firstchild); if(T-nextsibling) DestroyTree(T-nextsibling); delete T; T=NULL; /*初始条件：树T存在*/*操作结果：若T为空树，则返回TRUE，否则返回FALSE*/int TreeEmpty(CSTree T) if(T=NULL) return TRUE; else retur

19、n FALSE;/*初始条件：树T存在*/*操作条件：返回T的深度*/int TreeDepth(CSTree T) CSTree p; int depth,max=0; if(!T)return 0; if(!T-firstchild)return 1; for(p=T-firstchild;p;p=p-nextsibling) depth=TreeDepth(p); /*递归求深度*/ if(depthmax) max=depth; return max+1; /*返回深度要加上根节点*/ /*初始条件: 树T存在*/*操作结果: 返回T的根*/char Root(CSTree T) if

20、(T) return T-data; else coutdata=cur_e) return a; if(a-firstchild) EnQueue(q,a-firstchild); if(a-nextsibling) EnQueue(q,a-nextsibling); return NULL;/*初始条件：树T存在，cur_e可能是树T中某个结点*/*操作结果：返回cur_e的值*/char Value(CSTree T, char cur_e) CSTree p; if(T) p=Search(T,cur_e); if(p) return p-data; else coutn在树中找不到值

21、为cur_e的节点; return NIL; else coutn树空，无值为cur_e的节点; return NIL; /*初始条件：树T存在，cur_e可能是T中的某个结点*/*操作结果：若cur_e是T的非根结点，则返回它的双亲，否则函数值为空*/char Parent(CSTree T,char cur_e) CSTree p; if(T) p=Search(T,cur_e); if(!p) coutn在树中找不到值为cur_eparent) coutn值为cur_eparent-data; else coutn树空，无节点; return NIL; /*初始条件: 树T存在,cur_

22、e是树T中结点的值*/*操作结果: 改cur_e为value*/int Assign(CSTree &T,char cur_e,char value) CSTree p; if(T) p=Search(T,cur_e); if(p) coutn找到节点cur_e,赋新值为data=value; return OK; else coutn找不到节点cur_e,操作无法完成; return ERROR; else coutn树为空，操作无法完成; return ERROR; /*初始条件：树T存在，cur_e可能是T中某个结点*/*操作结果：若cur_e是T的非叶子结点，则返回它的最左孩子，否则返

23、回函数值为空。*/char LeftChild(CSTree T,char cur_e) CSTree p; if(T) p=Search(T,cur_e); if(!p) coutn找不到值为cur_efirstchild) coutfirstchild-data; else coutn树空，不存在值为cur_e的节点; return NIL; /*初始条件：树T存在，cur_e可能是T中的某个结点*/*操作结果：若cur_e有右兄弟，则返回它的右兄弟，否则返回函数值为空*/char RightSibling(CSTree T,char cur_e) CSTree p; if(T) p=Se

24、arch(T,cur_e); if(!p) coutn找不到值为cur_enextsibling) coutnextsibling-data; else coutn树空，不存在值为cur_e的节点; return NIL; /*初始条件：树T存在，p指向T中某个结点，1=i=p所指结点的度+1，非空树c与T不相交*/*操作结果：插入c为T中p指结点的第i棵子树*/int InsertChild(CSTree &T,CSTree p,int i,CSTree c) CSTree temp=p; /*保存根节点*/ int j; if(!c) coutn子树为空，不执行操作; return OK; if(i1) coutn插入地址选择出错，不执行操作; retur