《数据结构》大作业

《数据结构》设计说明书 --- 二叉排序树学号：姓名：班级：指导教师：一．需求分析1. 二叉排序树的概念也称为二叉查找树.(1)左子树的所有结点的值<根结点的值(2)右子树的所有结点的值>根结点的值(3)左子树、右子树都是二叉排序树。

2．二叉排序树的插入和建立在一棵二叉排序树中插入值为k的结点，步骤如下：①若二叉排序树为空，则生成值为k的新结点s，同时将新结点s作为根结点插入。

②若k小于根结点的值，则在根的左子树中插入值为k的结点。

③若k大于根结点的值，则在根的右子树中插入值为k的结点。

④若k等于根结点的值，表明二叉排序树中已有此关键字，则无须插入。

3．二叉排序树的查找过程查找给定值k的过程如下：①若二叉排序树为空，则表明查找失败，返回空指针；否则，若给定值k等于根结点的值，则表明查找成功，返回根结点；②若给定值k小于根结点的值，则继续在根的左子树中查找；③若给定值k大于根结点的值，则继续在根的右子树中查找。

4．二叉排序树的删除操作①若二叉排序树为空，则表明不存在删除的结点，不进行删除操作。

②若给定值k小于根结点的值，则继续在根的左子树中删除。

③若给定值k大于根结点的值，则继续在根的右子树中删除。

④若给定值k等于根结点的值，则根结点即为要删除的结点，此时需要根据上述分析的三种结点情况：叶子结点、单支结点或双支结点，执行相应的删除操作。

二．概要设计数据结构的定义#include "stdio.h"#include "malloc.h"#define NULL 0typedef struct{int key;}ElemType;//key为创建二叉排序树的关键字typedef struct BiTNode{ElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild;} BiTNode, * BiTree;基本操作：void Insert_BST( BiTree &T, BiTree S )//初始条件：从main函数接受此树的头指针//操作结果：插入创建此树的数据void Creat_BST( BiTree &T )//初始条件：从main函数接受此树的头指针//操作结果：创建此二叉排序树Int Searh_BST( BiTree &T, int key )//初始条件：从main函数接受此树的头指针和将要查找到的恶数据的值//操作结果：若找到此数据则返回此数据存在，否则返回不存在此数据int Insert_BST( BiTree &T, int key )//初始条件：从main函数接受此树的头指针和姚插入的数据的值//操作结果：若此数据存在则返回此数据已存在，否则将此数据插入并返回//插入成功int Delete_BST( BiTree &T,int key)//初始条件：从main函数接受此树的头指针和姚插入的数据的值//操作结果：若此数据不存在则显示此数据不存在否则将key传递给// void delNode ( BiTree &T, BiTree p, BiTree f )int //void delNode ( BiTree &T, BiTree p, BiTree f )//删除找到的数据//初始条件：从main函数接受此树的头指针从int Delete_BST( BiTree &T,int//key)中得到要删除节点的双亲和本节点//操作结果：显示成功删除此数据三．详细设计模块1：创建二叉排序树void Insert_BST( BiTree &T, BiTree S )//被Creat_BST函数调用void Creat_BST( BiTree &T )//创建此二叉排序树模块2：二叉排序树的查找void Searh_BST( BiTree &T, int key )//二叉排序数的查找模块3：二叉排序树的插入void Insert_BST( BiTree &T, int key )//从main函数接受要插入的数据模块4：删除数据void delNode ( BiTree &T, BiTree p, BiTree f )//删除找到的数据模块5:界面设计--------------------------------------------------------------------****************主菜单************************---------------------------------------------------------------------************************************************ 1.二叉排序树------建立**** 2.二叉排序树------插入**** 3.二叉排序树------查询**** 4.二叉排序树------删除**** 5.二叉排序树------退出**** 0.二叉排序树------返回主菜单**********************************************************************************************模块6：源程序代码#include "stdio.h"#include "malloc.h"#define STACKINITSIZE 200#define STACKINCREMENT 200typedef struct{int key;} ElemType;typedef struct BiTNode{ElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild;} BiTNode, * BiTree;typedef struct{BiTree *base;BiTree *top;int stacksize;}sqstack;void InitStack (sqstack &s){s.base=(BiTree *)malloc(STACKINITSIZE * sizeof(BiTree));if(!s.base)printf("error");s.top=s.base;s.stacksize=STACKINITSIZE;}//////////////////////////////////////////////////////void push(sqstack &s,BiTree e) //进栈{if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(BiTree *)realloc(s.base,(s.stacksize+STACKINCREMENT)* sizeof (BiTree));if(!s.base)printf("error");s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACKINCREMENT;}*s.top++=e;}///////////////////////////////////////////////////////void pop(sqstack &s,BiTree &e) //出栈操作{if(s.top==s.base)printf("error");e=*--s.top;}////////////////////////////////////////int menu()//菜单函数{int n;printf(" ---------------------------------------------------------------------\n");printf(" ****************主菜单************************\n");printf(" ---------------------------------------------------------------------\n");printf(" **********************************************\n");printf(" ** 1.二叉排序树------建立**\n");printf(" ** 2.二叉排序树------插入**\n");printf(" ** 3.二叉排序树------查询**\n");printf(" ** 4.二叉排序树------删除**\n");printf(" ** 5.二叉排序树------输出**\n");printf(" ** 0.二叉排序树------退出**\n");printf(" **********************************************\n");printf(" **********************************************\n");printf(" 请输入你将执行的操作:");scanf("%d",&n);return n;}/////////////////////////////////////void InsertBST( BiTree &T,BiTree S)//插入函数{BiTree p,q;if(!T)T=S;else{p=T;while (p){q=p;if (S->data.key < p->data.key)p = p->lchild;elsep = p->rchild;}if (S->data.key < q->data.key)q->lchild = S;elseq->rchild = S;}}int Insert( BiTree &T){BiTree p,q;BiTree S;int x;scanf("%d",&x);S = (BiTNode *) malloc(sizeof(BiTNode));S->data.key = x;S->lchild = NULL;S->rchild = NULL;if(!T)T=S;else{p=T;while (p){q=p;if (S->data.key < p->data.key)p = p->lchild;elsep = p->rchild;}if (S->data.key < q->data.key)q->lchild = S;elseq->rchild = S;}x=menu();return x;}////////////////////////////////////int CreatBST( BiTree &T)//建立函数{int x;BiTree S;T=NULL;printf("输入你要建立的二叉排序树<以“0”结尾>\n");scanf("%d",&x);while ( x!=0 ){S = (BiTNode *) malloc(sizeof(BiTNode));S->data.key = x;S->lchild = NULL;S->rchild = NULL;InsertBST(T,S);scanf("%d",&x);}x=menu();return x;}///////////////////////////////////int SearchBST( BiTree &T)//查询函数{int x,key;BiTree p, q, S;p=T;printf("输入要查询的数据：");scanf("%d",&key);while (p){if ( p->data.key == key ){printf("查询成功\n");printf("%d\n",key);break;}elseif ( p->data.key > key){q=p;p=p->lchild;}else{q=p;p=p->rchild;}}S=(BiTNode *) malloc(sizeof(BiTNode));S->data.key = key;S->lchild=S->rchild=NULL;if (!T) T=S;elseif ( q->data.key > key )q->lchild=S;elseq->rchild=S;if(!p)printf("查询失败\n");x=menu();return x;}///////////////////////////////////////void DelNode(BiTree &T,BiTree p,BiTree f)//删除函数{BiTree s,q;int tag=0;if(!p->lchild)s=p->rchild;elseif(!p->rchild)s=p->lchild;else{q=p;s=p->lchild;while(s->rchild){q=s;s=s->rchild;}p->data=s->data;if(q==p)q->lchild=s->lchild;elseq->rchild=s->lchild;free(s);tag=1;}if(!tag){if(!f)T=s;elseif(f->lchild==p)f->lchild=s;elsef->rchild=s;free(p);}}int Delete(BiTree &T){int key,x,y,z;BiTree p,f;do{p=T; f=NULL;printf("请输入你要删除的数据: ");scanf("%d",&key);while(p){if(p->data.key==key){DelNode(T,p,f);printf("删除成功!\n");printf("是否继续删除，是请输入1，否则请输入0\n");scanf("%d",&x);break;}else if(key<p->data.key){f=p;p=p->lchild;}else{f=p;p=p->rchild;}}if(!p){printf("无此关键字!\n");printf("是否重新删除，是请输入1，否则请输入0\n");scanf("%d",&x);}}while(x);printf("删除完毕，是否进行其他操作，是请输入1，否则请输入0\n");scanf("%d",&y);if(y)z=menu();elsez=0;return z;}//////////////////////////////////////////////int inorder(BiTree &T) //输出二叉树{int x;sqstack s; BiTree p=T;InitStack(s);printf("所建二叉树为: ");do{while(p){*s.top=p;s.top++;p=p->lchild;}if(s.top){s.top--;p=*(s.top);printf("%d ",p->data);p=p->rchild;}}while(s.top!=s.base||p);printf("\n");x=menu();return x;}////////////////////////////////////////////////void main() //主函数{BiTree T;int select;select=menu();do{switch(select){case 1: select=CreatBST(T);break;case 2: select=Insert(T);break;case 3: select=SearchBST(T);break;case 4: select=Delete(T);break;case 5: select= inorder(T);break;case 0:break;}}while(select!=0);printf("退出程序\n");}四．调试分析本来打算遍历新建成的树，再对该树进行各种操作，但发现不用遍历也能实现功能，因此舍去遍历，再进行3，删除操作时没有考虑空树的情况，后发现给予改正，在删除操作时考虑情况不充足，花费大量时间进行弥补五．用户手册1.运行程序即显示如下画面按提示输入数字0‐‐5即可进行各种操作---------------------------------------------------------------------****************主菜单************************---------------------------------------------------------------------************************************************ 1.二叉排序树------建立**** 2.二叉排序树------插入**** 3.二叉排序树------查询**** 4.二叉排序树------删除**** 5.二叉排序树------输出**** 0.二叉排序树------退出**********************************************************************************************六．测试结果1.输入1开始创建二叉排序树，输入数字12 78 90 45 66 38 29 17 36 11 232.输入2输入 17 显示存在要查找的数输入76 显示不存在要查找的数3.输入3输入22 若没创建树就输入22则显示该数为空，无法进行此操作若创建树后输入22则显示要删除的数据不存在输入11 显示成功删除此数据4.输入4输入23 显示要插入的数据已存在输入200 显示成功插入此数据5.输入 5 显示 12 78 90 45 66 38 29 17 36 23 2006.输入 0 退出程序七．附录无。