二叉树层次遍历

数据结构《实验3》实验报告实验项目3：二叉树层次遍历实验结果（运行结果界面及源程序，运行结果界面放在前面）：四种程序遍历的结果#define STUDENT EType #include<iostream.h>#include <stdlib.h>#include<string.h>#include<math.h>#include<iomanip.h>//二叉树链式结构定义struct STUDENT{char place[10];char name[10];char number[12];char sex[3];int age;};struct BinaryTreeNode{EType data;BinaryTreeNode *LChild;BinaryTreeNode *RChild;};typedef BinaryTreeNode BinaryTree;//队列结构定义struct QType{BinaryTreeNode *ptr;};struct Queue{QType *element;int front;int rear;int maxsize;};void CreatQueue(Queue &Q,int MaxQueueSize){//构造一个最大容量为MaxQueueSize的队列Q Q.maxsize=MaxQueueSize;Q.element=new QType[Q.maxsize+1];Q.front=0;Q.rear=0;}bool IsEmpty(Queue &Q){//判断队列是否为空if(Q.front==Q.rear)return true;return false;}bool IsFull(Queue &Q){//判断队列是否为满if(Q.front==(Q.rear+1)%(Q.maxsize+1))return true;return false;}bool GetFront(Queue &Q,QType &result){//返回队列Q中队头元素if(IsEmpty(Q))return false;result=Q.element[(Q.front+1)%(Q.maxsize+1)];return true;}bool EnQueue(Queue &Q,QType &x){//x进Q队列，返回进入队列后的状态值if(IsFull(Q))return false;Q.rear=(Q.rear+1)%(Q.maxsize+1);Q.element[Q.rear]=x;return true;}bool DeQueue(Queue &Q,QType &result){//将Q队列队头的值取至result中，并移动指针front,返回出队列后的状态值if(IsEmpty(Q))return false;Q.front=(Q.front+1)%(Q.maxsize+1);result=Q.element[Q.front];return true;}struct Node_Ptr{BinaryTreeNode *ptr;} ;void DigitalToString(char str[],int n){char temp;char k=1;int i=0;while (n && i<80){k=n%10+48;n=n/10;str[i]=k;i++;}str[i]='\0';int len=strlen(str);for (i=0;i<len/2;i++){temp=str[i];str[i]=str[len-i-1];str[len-i-1]=temp;}}char *GetOuputInformationString(int WidthOfData, char *OutputInformation, char*outputstring){//将一个元素的字符串OutputInformation转换为宽度为WidthOfData的等长字符串outputstring//例如，姓名是由四个字符组成，而WidthOfData为8，则在姓名字符串的两边分别连接两个字符，形成8个长度的字符串int left_space,right_space;int i;char left_space_string[16]={""};char right_space_string[16]={""};int add_space;int len_OutputInformation=strlen(OutputInformation); //计算OutputInformation的字符个数add_space=WidthOfData - len_OutputInformation; //计算需要补充的字符个数left_space=add_space/2; //计算OutputInformation左边需要补充的字符个数right_space=add_space-left_space; //计算OutputInformation右边需要补充的字符个数for(i=1;i<=left_space;i++) //形成OutputInformation左边需要补充的空格字符串strcat(left_space_string," ");for(i=1;i<=right_space;i++) //形成OutputInformation右边需要补充的空格字符串strcat(right_space_string," ");//在OutputInformation左边和右边连接需要补充的空格字符串strcpy(outputstring,left_space_string);strcat(outputstring,OutputInformation);strcat(outputstring,right_space_string);return outputstring; //返回WidthOfData宽度的outputstring}char *GetOuputInformation(int item, int k, char *outputInformation, Node_Ptr*element){switch(item){case 1:{strcat(outputInformation,element[k].ptr->data.number);break;}case 2:{strcat(outputInformation,element[k].ptr->);break;}case 3:{strcat(outputInformation,element[k].ptr->data.sex);break;}case 4:{strcat(outputInformation,element[k].ptr->data.place);break;}case 5:{DigitalToString(outputInformation,element[k].ptr->data.age);break;}default: break;}return outputInformation;}void OutputBinaryTree(BinaryTreeNode *BT){Node_Ptr temp,*element;BinaryTreeNode *p;int MaxSize;int BinaryTreeHigh;int i,j,k;BinaryTreeHigh=5; //BinaryHeight(BT);MaxSize=(int) pow(2,BinaryTreeHigh);element = new Node_Ptr [MaxSize+1]; //定义一个用于存放二叉树结点指针的数组for (i=1;i<=MaxSize;i++) //对指针数组初始化，初值设为NULL element[i].ptr=NULL;p = BT;temp.ptr = p;if (p) element[1]=temp;for (i=1;i<=MaxSize;i++) //将二叉树中的每个结点指针以顺序存储结构存放到数组中{p=element[i].ptr;if (p){if (p->LChild){temp.ptr = p->LChild;element[2*i]=temp;}if (p->RChild){temp.ptr = p->RChild;element[2*i+1]=temp;}}}int WidthOfData=5;int IntervalOfData=3;// cout<<"WidthOfData="<<WidthOfData<<endl;// cout<<"IntervalOfData="<<IntervalOfData<<endl;// cout<<"BinaryTreeHigh="<<BinaryTreeHigh<<endl;int position_of_central[6][17]; //存放每一元素输出位置中心（距离屏幕左边界的字符数）int row,col; //二维数组的行列下标变量for(i=0;i<=BinaryTreeHigh;i++) //存放每一元素输出位置中心（距离屏幕左边界的字符数），初值为0for(j=0;j<=pow(2,BinaryTreeHigh-1);j++)position_of_central[i][j]=0;for(i=1;i<=pow(2,BinaryTreeHigh)-1;i++) //对深度为BinaryTreeHigh的满二叉树的所有结点计算每个结点输出的中心点位置{k=i*2; //k指向i的左子树根结点while (k<=pow(2,BinaryTreeHigh)-1) //k不断推进到i编号的结点左子树中最右子孙结点k=2*k+1;k=k/2; //k的值就是i编号的结点左子树中最右子孙结点的编号j=(int)(k-(pow(2,(BinaryTreeHigh-1))-1)); //由k编号的结点换算出该结点是底层中从左至右第j个结点右上方//即编号为k的结点中心点垂直线左边最底层上有j个结点row=(int)(log10(i)/log10(2)+1); //计算中心点值存放在position_of_central[row][col]中的rowcol=(int)(i-(pow(2,(row-1))-1)); //计算中心点值存放在position_of_central[row][col]中的colif(row==BinaryTreeHigh)//计算底层i结点距离左边界的字符数，左边无间隙position_of_central[row][col]= (j-1)*WidthOfData + (j-1)*IntervalOfData + (WidthOfData/2 +1);else//计算非底层i结点距离左边界的字符数，position_of_central[row][col]=j*WidthOfData + (j-1)*IntervalOfData + (IntervalOfData/2 +1);}char prespace[100];int m;int kk;int kkk;int item_max=5;cout<<endl;for(i=1;i<=BinaryTreeHigh;i++){kkk=(int)pow(2,i-1); //kkk是满二叉树中每一层第1个结点的编号for(int item=1;item<=item_max;item++) //输出每个数据元素多个item成员的值{int half_len_pre_value=0; //同一行前一个输出的元素值长度的一半,同一行第一个输出的元素值前没有值输出，初值为0int half_len_now_value=WidthOfData/2;//同一行当前输出的元素值长度的一半，其值始终为WidthOfData的一半kk=kkk; //kk是满二叉树中每一层结点的编号变化，从某层的最左边第一个结点编号kkk开始for(j=1;j<=pow(2,i-1);j++) //输出满二叉树中同一层次上的每个数据元素的同一个成员的值{char outputInformation[20]={""};char *OutputInformation;if (element[kk].ptr) //获取每个数据元素的一个成员的值OutputInformation，如姓名、年龄等OutputInformation=GetOuputInformation(item,kk,outputInformation,element);if (position_of_central[i][j]) //输出数据中点值存在时，position_of_central[i][j]非0{char outputstring[80]={""};char *OutputString;//下面语句将每个数据元素的一个成员的值OutputInformation，如姓名、年龄等，转换为等长WidthOfData的字符串OutputStringOutputString=GetOuputInformationString(WidthOfData,OutputInformation,outputstring);//生成两个孩子之前的空格串prespace//构成：<前导空格串>=<两个输出数据中心点之差> - <前一个输出元素值长度一半> - <当前输出元素值长度的一半>strcpy(prespace,"");m=(position_of_central[i][j]-position_of_central[i][j-1]-1-half_len_pre_value-half_len_now_ value);for(k=1;k<=m;k++)strcat(prespace," ");cout<<prespace;cout<<OutputString;half_len_pre_value=WidthOfData/2; //调整同一行前一个输出的元素值长度为WidthOfData的一半kk++;}// if (position_of_central[i][j])}//for(j=1;j<=pow(2,i-1);j++)cout<<endl;}//for(int item=1;item<=5;item++)char line[3]="─";char OutputLine[80];char midspace[80];int nodenumber;if(i==1) //对深度为BinaryTreeHigh的满二叉树从上至下，从左至右的编号，计算第i层上起始结点的编号nodenumbernodenumber=1;elsenodenumber=(int)((pow(2,i)-1)-(pow(2,i-1)-1)); //第i(i!=1)层上的第1个结点编号nodenumberfor(j=1;j<=pow(2,i-1);j++) //输出同一层次上的线条{if(i==BinaryTreeHigh) break; //最底层下面没有线条，所以break//生成两个数据元素之前的前导空格串prespacestrcpy(prespace,"");m=(position_of_central[i+1][j]-position_of_central[i+1][j-1]-1);for(k=1;k<=m;k++)strcat(prespace," ");//计算左右两个孩子之间一半的连线OutLine，由若干个line"─"构成//注意line是汉字字符，一个占两个字符位，m是左右两个孩子之间的line"─"数，所以m要除4strcpy(OutputLine,"");m=(position_of_central[i+1][j+1]-position_of_central[i+1][j]-1)/4;for(k=1;k<=m;k++)strcat(OutputLine,line);//计算左右两个孩子之间一半的空格字符的个数m,，所以要除2。