数据结构树和森林实验报告

树和森林应用实验

实验报告

实验目的

(1)掌握树和森林的二叉链表表示方法。

(2)掌握树和二叉树的结构及算法之间的对应关系。

(3)掌握树的两种遍历算法及其应用。

实验运行环境

Visual C++

实验任务

为使实验程序简洁直观，下面的部分实验程序中的一些功能实现仍以调用库函数程序"trees.h"中的函数的形式给出，并假设该库函数中定义了树指针和结点类型分别为tree和tnode，以及部分常用运算，例如构建树（森林）、以某种方式显示树和森林等。各运算的名称较为直观，因而易于理解。读者可自行设计自己的库函数，也可到作者的网站下载。

说明2：为便于数据的描述，和前面的实验一样，将测试数据结构列出，并以一个文件名的形式给出标注，例如测试数据名为tree1.tre的树，其具体结构形式参见附录中的树列表中的标有tree1.tre的树。

实验内容

第一题：

<1>将一棵树（或森林）转换为二叉树。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：tree1.tre

第二组数据：tree2.tre

实验准备：

用广义表来表示树的数据，保存到文件中，通过文件流来读入数据，并根据读入的数据来创建树

第二题：

<2>求森林的高度。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：tree1.tre

第二组数据：tree2.tre

第一组数据：full41.cbt

第二组数据：letter.cbt

实验准备：

遍历每一棵树，寻找高度的最大值。可以设立一个私有成员来记录数的高度。

第三题：

<3>按层次方式遍历森林。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：tree1.tre

第二组数据：tree2.tre

实验准备：

先访问第一层结点，并将它放入队列中，并反复从队列中取结点，访问其孩子结点，直至访问到叶子结点。

第四题：

<4>输出一个森林中每个结点的值及其对应的层次数。

实验测试数据基本要求：

第一组数据：tree1.tre

第二组数据：tree2.tre

实验准备：

使用递归函数来访问森林，同时输出层次数及结点值，使用形参来传递当前层次数

第五题：

<5>输出一个森林的广义表形式，如下图中的森林的输出为：

(a(b(c,d,e,f)，g(h,i,j)，k(l,m,n))，o(p(q))，r(s(t(u))，v(w(x,y,z))))

实验测试数据基本要求：

第一组数据：tree1.tre

第二组数据：tree2.tre

实验准备：

使用递归函数调用，若当前节点有左孩子，则先输出‘(’再访问下一节点，若当前节点的右指针不为空，则先输出‘,’再访问下一结点。

实验测试数据

实验程序

#include

using namespace std;

typedef char ElemType;

#define MAX 200

typedef struct CSNode

{

ElemType data;

struct CSNode *firstchild , *nejtsibling ;

}

CSNode , *CSTree;

typedef struct BTNode

{

ElemType data;

struct BTNode *lchild , *rchild ;

} BTNode,*BTree;

class FOREST

{

public :

FOREST();

CSTree returnT(); //输出森林的根结点BTree returnBT(); //输出森林的根结点CSTree creat(CSTree &T); //创建森林BTree change(CSTree &T,BTree &BT1); //将森林转换成为二叉树void first(CSTree &T,int i);

//第一题：按照先序遍历的方式来输出树林每个结点的值以及层次

void second(CSTree &T); //第五题：输出一个森林的广义表形式

void third(const CSTree &T); //第三题：按层次方式遍历森林。

void fourth(BTree &BT); //第四题：按照先序遍历的方式来输出二叉树每个结点的值int higth(const CSTree &T); //第二题：求森林的高度

private :

CSTree T; //森林的头结点

BTree BT; //二叉树的头结点

int high; //森林的高度

} ;

FOREST :: FOREST()

{

high = 0;

T = NULL;

BT = NULL;

}

CSTree FOREST :: returnT()

{

return T;

}

BTree FOREST :: returnBT()

{

return BT;

}

CSTree FOREST :: creat(CSTree &T)

{

int a ,b;

T = new CSNode;

cin>>T->data>>a>>b;

if(a == 1) T->firstchild = NULL;

else creat(T->firstchild);

if(b == 1) T->nejtsibling = NULL;

else creat(T->nejtsibling);

return T;

}

BTree FOREST :: change(CSTree &T,BTree &BT) {

if(!T) { BT = NULL; return NULL; }

BT = new BTNode;

BT -> data = T -> data;

if(!T->firstchild) BT->lchild = NULL;

else change(T->firstchild,BT->lchild);

if(!T->nejtsibling) BT->rchild = NULL;

else change(T->nejtsibling,BT->rchild); return BT;

}

void FOREST :: first(CSTree &T,int i)

{

if(!T) return ;

cout<data<<" "<