用C语言实现二叉树链表的表示形式,其中包含增加节点,删除节点,查找节点,修改节点,求树的深度,求节点数量,销毁二叉树
时间: 2023-05-26 07:06:54 浏览: 83
以下是使用C语言实现二叉树链表的示例代码:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct node {
int data;
struct node* left;
struct node* right;
};
struct node* create_node(int data) {
struct node* new_node = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
new_node->data = data;
new_node->left = NULL;
new_node->right = NULL;
return new_node;
}
struct node* add_node(struct node* root, int data) {
if (root == NULL) {
root = create_node(data);
} else if (data <= root->data) {
root->left = add_node(root->left, data);
} else {
root->right = add_node(root->right, data);
}
return root;
}
struct node* find_node(struct node* root, int data) {
if (root == NULL) {
return NULL;
} else if (root->data == data) {
return root;
} else if (data <= root->data) {
return find_node(root->left, data);
} else {
return find_node(root->right, data);
}
}
struct node* find_min_node(struct node* root) {
if (root == NULL) {
return NULL;
} else if (root->left == NULL) {
return root;
} else {
return find_min_node(root->left);
}
}
struct node* delete_node(struct node* root, int data) {
if (root == NULL) {
return NULL;
} else if (data < root->data) {
root->left = delete_node(root->left, data);
} else if (data > root->data) {
root->right = delete_node(root->right, data);
} else {
if (root->left == NULL) {
struct node* temp = root->right;
free(root);
return temp;
} else if (root->right == NULL) {
struct node* temp = root->left;
free(root);
return temp;
} else {
struct node* temp = find_min_node(root->right);
root->data = temp->data;
root->right = delete_node(root->right, temp->data);
}
}
return root;
}
void modify_node(struct node* root, int old_data, int new_data) {
struct node* node = find_node(root, old_data);
if (node != NULL) {
node->data = new_data;
}
}
int get_depth(struct node* root) {
if (root == NULL) {
return -1;
} else {
int left_depth = get_depth(root->left);
int right_depth = get_depth(root->right);
if (left_depth > right_depth) {
return left_depth + 1;
} else {
return right_depth + 1;
}
}
}
int get_node_count(struct node* root) {
if (root == NULL) {
return 0;
} else {
return 1 + get_node_count(root->left) + get_node_count(root->right);
}
}
void destroy_tree(struct node* root) {
if (root != NULL) {
destroy_tree(root->left);
destroy_tree(root->right);
free(root);
}
}
int main() {
struct node* root = NULL;
root = add_node(root, 5);
root = add_node(root, 3);
root = add_node(root, 7);
root = add_node(root, 2);
root = add_node(root, 4);
root = add_node(root, 6);
root = add_node(root, 8);
printf("Depth of the tree: %d\n", get_depth(root));
printf("Number of nodes in the tree: %d\n", get_node_count(root));
root = delete_node(root, 5);
printf("Data in the root node: %d\n", root->data);
printf("Depth of the tree after deleting node 5: %d\n", get_depth(root));
printf("Number of nodes in the tree after deleting node 5: %d\n", get_node_count(root));
modify_node(root, 6, 9);
printf("Data in the node with value 9: %d\n", find_node(root, 9)->data);
destroy_tree(root);
return 0;
}
```
在该示例代码中,我们创建了一个结构体 `node` 表示二叉树节点。该结构体包含了节点的 `data` 值、左子树和右子树指针。然后,我们实现了以下几个函数:
- `create_node`: 创建新的节点并返回该节点。
- `add_node`: 向树中添加一个新节点以存储给定的数据。如果树为空,该函数会创建一个新根节点。如果新节点的数据小于或等于当前节点的数据,则该节点将在当前节点的左侧添加。否则,它将在当前节点的右侧添加。
- `find_node`: 查找包含给定数据的节点,并返回该节点的指针。如果树为空或没有找到匹配的节点,则返回 NULL。
- `find_min_node`: 查找树中最小的节点,并返回该节点的指针。该函数用于寻找具有右子树的节点的替代节点,以用于删除节点操作。
- `delete_node`: 删除具有给定值的节点。如果树为空或没有具有该值的节点,则不执行任何操作。如果节点没有子节点,则直接删除该节点。如果节点只有一个子节点,则子节点替代该节点。如果节点有两个子节点,则在其右子树中找到最小节点,并使用该节点的值替换当前节点的值,然后删除该最小节点。
- `modify_node`: 修改具有给定值的节点的数据。如果树为空或没有具有该值的节点,则不执行任何操作。
- `get_depth`: 返回树的深度。如果树为空,则返回 -1。否则,返回左子树和右子树深度中较大的值加一。
- `get_node_count`: 返回树中节点的数目。如果树为空,则返回0。
- `destroy_tree`: 释放树的内存。该函数使用递归方法遍历整个树,并释放每个节点的内存。
示例代码中还包括一些用于测试上述功能的代码。您可以通过更改 `main` 函数中的数据来测试不同的情况。
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