数据结构课程设计-二叉树的基本操作

3.
int head;//队头指针
4.
int tail;//队尾指针
5. } SqQueue;
队列主要用于二叉树遍历过程中的层序遍历，从根节点开始分别将左右孩子放入队列，然后从对头开
始输出。队列的相关操作封装在 SqQueue.h 中，包括入队、出队、判断队列是否为空等操作。
2
四、全局函数的设计
本程序中应用了一些全局函数，本着用到那个函数就把哪个函数设为全局函数的原则，抽象 出了以下全局函数：
9
（9）void swap(BiTree* b) 本函数用子树交换
（10）void displayMenu() 本函数用于展示菜单
4.2 全局函数在具体系统中的分布
BiTree.h 此文件为二叉树的头文件，包含上述所有全局函数
五、功能实现
二叉树的基本操作这个程序的主要功能就是建立二叉树，然后运用先序、中序等遍历方法遍历二叉树， 然后还有统计二叉树的叶子结点个数、求二叉树的深度以及进行子树的交换。
10. }
5.2.5 子树交换
1. //子树交换 7
2. BiTree* temp;//临时变量，用于交换
3. void swap(BiTree* b) {
4.
if (b == NULL) {
5.
return;
6.
}
7.
else {
8.
temp = b->lchild;
9.
b->lchild = b->rchild;
12. }
（4） 层序遍历
1. //层序遍历
2. void LevelOrderTraverse(BiTree* b) {
3.
SqQueue* s = initSqQueue();
4.
BiTree* temp;
5.
if (b) {
6.
append(s, *b);
7.
while (!isEmpty(s)) {
4.1 全局函数列表
（1）BiTree* createBinaryTree(BiTree* b) 本函数用于建立二叉树
（2）void Traverse(BiTree* b) 本函数用于遍历二叉树
（3）void PreOrderTraverse(BiTree* b) 本函数用于前序遍历二叉树
（4）void InOrderTraverse(BiTree* b) 本函数用于中序遍历二叉树
二叉树的基本操作
摘要：
本次课程设计通过对二叉树的一系列操作主要练习了二叉树的建立、四种遍历方式：先 序遍历、中序遍历、后序遍历和层序遍历以及节点数和深度的统计等算法。增加了对二叉树 这一数据结构的理解，掌握了使用 c 语言对二叉树进行一些基本的操作。
关键字：递归、二叉树、层序遍历、子树交换
一、程序简介
3
5.1 二叉树的基本操作流程图如下
菜单界面如下：
5.2 二叉树的基本操作的代码如下
5.2.1 二叉树的建立
1. //按照前序输入二叉树结点的值，“#”表示空
2. BiTree* createBinaryTree(BiTree* b) {
3.
char ch;//定义变量用于储存输入的字符
4
4. 5. 6. 7. 8. 9.
if (!b) {
5.
return 0;
6.
}
7.
leftHeight = getHeight(b->lchild);
8.
rightHeight = getHeight(b->rchild);
9.
return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1;
//生成根节点 b->data = ch; //构造左子树 b->lchild=createBinaryTree(b->lchild); //构造右子树 b->rchild=createBinaryTree(b->rchild); } } return b;
5.2.2 二叉树的遍历 如图所示选择遍历后有三种方案可供选择：
（5）void PostOrderTraverse(BiTree* b) 本函数用于后序遍历二叉树
（6）void LevelOrderTraverse(BiTree* b) 本函数用于层序遍历二叉树
（7）void getLeavesNum(BiTree* b) 本函数用于统计叶子结点个数
（8）int getHeight(BiTree* b) 本函数用于求二叉树的深度
（1） 前序遍历
1. void PreOrderTraverse(BiTree* b) {
2.
if (b == NULL) {
3.
return;
4.
}
5.
//首先打印结点数据
6.
printf("%c ", b->data);
7.
//再先序遍历左子树
8.
PreOrderTraverse(b->lchild);
3.
if (b == NULL) {
4.
return;
5.
}
6.
//首先后序遍历左子树
7.
PostOrderTraverse(b-&g历右子树
9.
PostOrderTraverse(b->rchild);
10.
//最后打印结点数据
11. printf("%c ", b->data);
4.
struct BiNode* rchild;
5. }BiTree;
//左孩子 //右孩子
用一个字符型保存节点数据，分别定义两个 struct BiNode 类型的指针来指向左孩子和右孩子。在 BiTree.h 中实现相关的功能。
3.2 队列的实现
1. typedef struct {
2.
ElemType* data;
9.
//最后先序遍历右子树
10. PreOrderTraverse(b->rchild);
11. }
5
（2） 中序遍历
1. //中序遍历
2. void InOrderTraverse(BiTree* b) {
3.
if (b == NULL) {
4.
return;
5.
}
6.
//首先中序遍历左子树
7.
2.1 功能模块图
2.2 功能模块详解
2.2.1 建立二叉树
输入要建立的二叉树的扩展二叉树的先序遍历序列，来建立二叉树，建立成功会给出 提示。 2.2.2 遍历二叉树
执行操作之后会有四个选项可供选择：先序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历。 输入对应的序号即可调动相关函数输出相应的遍历序列。 2.2.3 统计叶子节点树
10.
b->rchild = temp;
11.
swap(b->lchild);
12.
swap(b->rchild);
13. }
14. }
部分运行结果截图如下： 建立二叉树：
统计叶子节点个数：
8
求二叉树的深度：
六、参考文献
1. Stephen Prata.《C Primer Plus (第 6 版) 中文版》. 人民邮电出版社. 2016 年 2. CSDN 博客：https:// 3. 谭浩强.《C 程序设计（第四版）》．清华大学出版社. 4. 严蔚敏《数据结构》c 语言版 第二版 人民邮电出版社
作 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. }
scanf("%c", &ch); if (ch == '#') {
b = NULL; } else {
if ((b = (BiTree*)malloc(sizeof(BiTree))) != NULL) {//如果内存分配成功就执行下面操
本程序名为“二叉树基本操作的实现”，其主要为练习二叉树的基本操作而开发，其中包含了建立、遍 历、统计叶子结点和深度等一系列操作。其中定义二叉链表来表示二叉树，用一个字符类型的数据来表示 每一个节点中存储的数据。由于没有进行图形界面的设计，用户可以通过程序中的遍历二叉树一功能来查 看操作的二叉树。
二、功能模块
6
8.
temp=pop(s);
9.
printf("%c ", temp->data);
10.
if (temp->lchild) {
11.
append(s, *temp->lchild);
12.
}
13.
if (temp->rchild) {
14.
append(s, *temp->rchild);
15.
执行之后输出叶子结点的个数。 2.2.4 求二叉树深度
执行之后输出二叉树的深度。 2.2.5 子树交换
交换成功则会给出提示，用户可通过遍历二叉树来观察子树交换之后的二叉树。
三、数据结构和算法设计
3.1 二叉链表的设计
1. typedef struct BiNode {
2.
char data;
3.
struct BiNode* lchild;
7.
}
8.
getLeavesNum(b->lchild);
9.
getLeavesNum(b->rchild);
10. }