数据结构——二叉树基本操作源代码

数据结构二叉树基本操作(1).// 对二叉树的基本操作的类模板封装//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------#include<iostream>using namespace std;//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//定义二叉树的结点类型BTNode,其中包含数据域、左孩子，右孩子结点。

template <class T>struct BTNode{T data ; //数据域BTNode* lchild; //指向左子树的指针BTNode* rchild; //指向右子树的指针};//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//CBinary的类模板template <class T>class BinaryTree{BTNode<T>* BT;public:BinaryTree(){BT=NULL;} // 构造函数,将根结点置空~BinaryTree(){clear(BT);} // 调用Clear()函数将二叉树销毁void ClearBiTree(){clear(BT);BT=NULL;}; // 销毁一棵二叉树void CreateBiTree(T end); // 创建一棵二叉树，end为空指针域标志bool IsEmpty(); // 判断二叉树是否为空int BiTreeDepth(); // 计算二叉树的深度bool RootValue(T &e); // 若二叉树不为空用e返回根结点的值，函数返回true，否则函数返回falseBTNode<T>*GetRoot(); // 二叉树不为空获取根结点指针，否则返回NULLbool Assign(T e,T value); // 找到二叉树中值为e的结点，并将其值修改为value。

T GetParent(T e); // 若二叉树不空且e是二叉树中的一个结点那么返回其双亲结点值T GetLeftChild(T e); // 获取左孩子结点值T GetRightChild(T e); // 获取右孩子结点值T GetLeftSibling(T e); // 获取左兄弟的结点值T rightsibling(BTNode<T>*p,T e);T GetRightSibling(T e); // 获取右孩子的结点值bool InsertChild(BTNode<T>* p,BTNode<T>* c,int RL);// 插入操作bool DeleteChild(BTNode<T>* p,int RL); //删除操作void PreTraBiTree(); // 递归算法：先序遍历二叉树void InTraBiTree(); // 递归算法：中序遍历二叉树void PostTraBiTree(); // 递归算法：后序遍历二叉树void PreTraBiTree_N(); // 非递归算法：先序遍历二叉树void InTraBiTree_N(); // 非递归算法：中序遍历二叉树void LevelTraBiTree(); // 利用队列层次遍历二叉树int LeafCount(); // 计算叶子结点的个数BTNode<T>* SearchNode(T e); // 寻找到结点值为e的结点，返回指向结点的指针void DisplayBTreeShape(BTNode<T>*bt,int level=1);};//二叉树的树形显示算法template <class T>void BinaryTree<T>::DisplayBTreeShape(BTNode<T>*bt,int level){if(bt)//空二叉树不显示{ DisplayBTreeShape(bt->rchild,level+1);//显示右子树cout<<endl; //显示新行for(int i=0;i<level-1;i++)cout<<" "; //确保在第level列显示节点cout<<bt->data; //显示节点DisplayBTreeShape(bt->lchild,level+1);//显示左子树}//if}//DisplayBTreetemplate <class T>static int clear(BTNode<T>*bt){ //销毁一棵二叉树if(bt)//根结点不空{clear(bt->lchild); //递归调用Clear()函数销毁左子树clear(bt->rchild); //递归调用Clear()函数销毁右子树cout<<"释放了指针"<<bt<<"所指向的空间。

"<<endl;delete bt; //释放当前访问的根结点}return 0;}template <class T>void BinaryTree<T>::CreateBiTree(T end){ //创建一棵二叉树：先序序列的顺序输入数据，end为结束的标志cout<<"请按先序序列的顺序输入二叉树,-1为空指针域标志："<<endl;BTNode<T>*p;T x;cin>>x; //输入根结点的数据if(x==end) return ; //end 表示指针为空，说明树为空p=new BTNode<T>; //申请内存if(!p){cout<<"申请内存失败！"<<endl;exit(-1);//申请内存失败退出}p->data=x;p->lchild=NULL;p->rchild=NULL;BT=p; //根结点create(p,1,end);//创建根结点左子树，1为标志，表示左子树create(p,2,end);//创建根结点右子树，2为标志，表示右子树}template <class T>static int create(BTNode<T>*p,int k,T end){//静态函数，创建二叉树，k为创建左子树还是右子树的标志，end为空指针域的标志BTNode<T>*q;T x;cin>>x;if(x!=end){ //先序顺序输入数据q=new BTNode<T>;q->data=x;q->lchild=NULL;q->rchild=NULL;if(k==1) p->lchild=q; //q为左子树if(k==2) p->rchild=q; //p为右子树create(q,1,end); //递归创建左子树create(q,2,end); //递归创建右子树}return 0;}template <class T>bool BinaryTree<T>::IsEmpty(){//判断二叉树是否为空if(BT==NULL) return true;//树根结点为空，说明树为空return false;}template <class T>int BinaryTree<T>::BiTreeDepth(){//利用递归算法计算树的深度BTNode<T>*bt=BT;//树根结点int depth=0;//开始的时候数的深度初始化为0if(bt)//如果树不为空Depth(bt,1,depth);return depth;}template <class T>static int Depth(BTNode<T>* p,int level,int &depth){ //这个函数由BiTreeDepth()函数调用完成树的深度的计算//其中p是根结点，Level 是层，depth用来返回树的深度if(level>depth) depth=level;if(p->lchild) Depth(p->lchild,level+1,depth);//递归的遍历左子树，并且层数加1 if(p->rchild) Depth(p->rchild,level+1,depth);//递归的遍历右子树，并且层数加1return 0;}template <class T>bool BinaryTree<T>::RootValue(T &e){//若二叉树不为空用e返回根结点的值，函数返回true，否则函数返回false if(BT!=NULL) //判断二叉树是否为空{e=BT->data; //若不空，则将根结点的数据赋值给ereturn true;//操作成功，返回true}return false; //二叉树为空，返回false}template <class T>BTNode<T>*BinaryTree<T>::GetRoot(){//获取根信息return BT;//返回根结点的指针，若二叉树为空那么返回NULL}template <class T>bool BinaryTree<T>::Assign(T e,T value){//结点赋值if(SearchNode(e)!=NULL){(SearchNode(e))->data=value;return true;}return false;}template <class T>T BinaryTree<T>::GetParent(T e){//获取双亲信息BTNode<T>*Queue[200],*p;int rear,front;rear=front=0;if(BT){Queue[rear++]=BT;while(rear!=front){p=Queue[front++];if(p->lchild&&p->lchild->data==e||p->rchild&&p->rchild->data==e) return p->data;else{if(p->lchild) Queue[rear++]=p->lchild;if(p->rchild) Queue[rear++]=p->rchild;}}}return NULL;}template <class T>T BinaryTree<T>::GetRightChild(T e){//如果二叉树存在，e是二叉树中的一个结点，右子树存在那么返回右子树的结点值，否则返回0并提示右子树为空BTNode<T>*p=SearchNode(e);if(p->rchild) return p->rchild->data;//右子树不空，返回右子树根结点的值cout<<"结点"<<e<<"的右子树为空"<<endl;return 0;}template <class T>T BinaryTree<T>::GetLeftChild(T e){//如果二叉树存在，e是二叉树中的一个结点，左子树存在那么返回左子树的结点值，否则返回0并提示左子树为空BTNode<T>*p=SearchNode(e);if(p->lchild) return p->lchild->data;cout<<"结点"<<e<<"的左子树为空"<<endl;return 0;}template <class T>T BinaryTree<T>::GetLeftSibling(T e){//获取左兄弟信息if(BT!=NULL){return leftsibling(BT,e);}else{//二叉树为空cout<<"二叉树为空！"<<endl;return 0;}}template <class T>T leftsibling(BTNode<T>*p,T e){T q=0;if(p==NULL) return 0;else{if(p->rchild){if(p->rchild->data==e){if(p->lchild) return p->lchild->data;elsereturn NULL;}}q=leftsibling(p->lchild,e);if(q)return q;q=leftsibling(p->rchild,e);if(q)return q;}return 0;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>T BinaryTree<T>::GetRightSibling(T e){//获取右兄弟信息if(BT!=NULL){return rightsibling(BT,e);}else{//二叉树为空cout<<"二叉树为空！"<<endl;return 0;}}template <class T>T BinaryTree<T>::rightsibling(BTNode<T>*p,T e){BTNode<T> *q=SearchNode(e);BTNode<T> *pp;if(q){pp=SearchNode(GetParent(e));if(pp){if(pp->rchild) return pp->rchild->data;else return 0;}else return 0;}return 0;}template <class T>bool BinaryTree<T>::InsertChild(BTNode<T>* p,BTNode<T>* c,int LR){//插入孩子if(p){if(LR==0){c->rchild=p->lchild;p->lchild=c;}else{c->rchild=p->rchild;p->rchild=c;}return true;}return false;//p为空}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>bool BinaryTree<T>::DeleteChild(BTNode<T>* p,int RL){//删除结点if(p){if(RL==0){clear(p->lchild);//释放p右子树的所有结点空间p->lchild=NULL;}else{clear(p->rchild);p->rchild=NULL;}return true;//删除成功}return false;//p为空}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::PreTraBiTree(){//先序遍历二叉树cout<<"----------------------------------------------"<<endl;cout<<"先序遍历二叉树:";BTNode<T>*p;p=BT; //根结点PreTraverse(p); //从根结点开始先序遍历二叉树cout<<endl;cout<<"----------------------------------------------"<<endl;}template <class T>static int PreTraverse(BTNode<T>*p){if(p!=NULL){cout<<p->data<<' '; //输出结点上的数据PreTraverse(p->lchild); //递归的调用前序遍历左子树PreTraverse(p->rchild); //递归的调用前序遍历右子树}return 0;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::InTraBiTree(){//中序遍历二叉树cout<<"----------------------------------------------"<<endl;cout<<"中序遍历二叉树:";BTNode<T>*p;p=BT;//根结点InTraverse(p);//从根结点开始中序遍历二叉树cout<<endl;cout<<"----------------------------------------------"<<endl;}template <class T>static int InTraverse(BTNode<T>*p){if(p!=NULL){InTraverse(p->lchild); //递归的调用中序遍历左子树cout<<p->data<<' '; //输出结点上的数据InTraverse(p->rchild); //递归的调用中序遍历右子树}return 0;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::PostTraBiTree(){//后序遍历二叉树cout<<"----------------------------------------------"<<endl;cout<<"后序遍历二叉树:";BTNode<T>*p;p=BT;//根结点PostTraverse(p);//从根结点开始遍历二叉树cout<<endl;cout<<"----------------------------------------------"<<endl;}template <class T>static int PostTraverse(BTNode<T>*p){if(p!=NULL){PostTraverse(p->lchild);//递归调用后序遍历左子树PostTraverse(p->rchild);//递归调用后序遍历右子树cout<<p->data<<' '; //输出结点上的数据}return 0;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::PreTraBiTree_N(){//cout<<"----------------------------------------------"<<endl;cout<<"先序(非递归)遍历二叉树得：";BTNode<T> *Stack[200];//利用指针数组作为栈int top=0;BTNode<T>*p=BT;//将根结点的指针赋值给pwhile(p!=NULL||top!=0){while(p!=NULL){cout<<p->data<<" ";Stack[top++]=p->rchild;p=p->lchild;}if(top!=0){p=Stack[--top];}}cout<<"\n----------------------------------------------"<<endl;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::InTraBiTree_N(){//非递归中序遍历二叉树cout<<"----------------------------------------------"<<endl;cout<<"中序(非递归)遍历二叉树得：";int top=0;BTNode<T> *Stack[200];BTNode<T> *p=BT;while(p||top){while(p){Stack[top++]=p;p=p->lchild;}if(top){p=Stack[--top];cout<<p->data<<' ';p=p->rchild;}}cout<<"\n----------------------------------------------"<<endl;}//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------template <class T>void BinaryTree<T>::LevelTraBiTree(){//利用队列Queue层次遍历二叉树BTNode<T> *Queue[100]; //利用一维数组作为队列，存放结点的指针BTNode<T> *b;int front,rear; //指向队列的头和尾下标front=rear=0; //队列初始为空cout<<"----------------------------------------------"<<endl;if(BT) //若二叉树不为空。