用C语言写一个代码,完成以下四个功能:1. 任意输入前序+中序序列,生成唯一的二叉树,并打印其的后序序 列(当用户输入错误的序列无法生成二叉树时,程序应该有错误提示); 2. 判断输入的一棵二叉树是否是二叉搜索树; 3. 输入一棵二叉搜索树,求出其中的最小和最大关键字; 4. 将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表(要求不能创建任何新的结点,只能调整树 中结点指针的指向)。

时间: 2024-03-16 19:41:36 浏览: 19
好的,以下是代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树结构体 typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; // 根据前序和中序遍历序列构建二叉树 TreeNode* buildTree(int* preorder, int preorderSize, int* inorder, int inorderSize) { if (preorderSize == 0) { return NULL; } // 创建根节点 TreeNode *root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->val = preorder[0]; root->left = NULL; root->right = NULL; // 找到根节点在中序遍历序列中的位置 int rootIndex = 0; while (inorder[rootIndex] != root->val) { rootIndex++; } // 构建左子树 root->left = buildTree(preorder + 1, rootIndex, inorder, rootIndex); // 构建右子树 root->right = buildTree(preorder + rootIndex + 1, preorderSize - rootIndex - 1, inorder + rootIndex + 1, inorderSize - rootIndex - 1); return root; } // 打印二叉树后序遍历序列 void postorderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } postorderTraversal(root->left); postorderTraversal(root->right); printf("%d ", root->val); } // 判断一棵二叉树是否是二叉搜索树 int isValidBST(TreeNode* root) { return isValidBSTWithMinMax(root, NULL, NULL); } int isValidBSTWithMinMax(TreeNode* root, TreeNode* minNode, TreeNode* maxNode) { if (root == NULL) { return 1; } if (minNode && root->val <= minNode->val) { return 0; } if (maxNode && root->val >= maxNode->val) { return 0; } return isValidBSTWithMinMax(root->left, minNode, root) && isValidBSTWithMinMax(root->right, root, maxNode); } // 求二叉搜索树中的最小和最大关键字 void findMinMax(TreeNode* root, int* min, int* max) { if (root == NULL) { return; } if (root->val < *min) { *min = root->val; } if (root->val > *max) { *max = root->val; } findMinMax(root->left, min, max); findMinMax(root->right, min, max); } // 将二叉搜索树转换为排序的双向链表 TreeNode* convertBSTToDoublyLinkedList(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return NULL; } // 将左子树转换为链表 TreeNode* leftList = convertBSTToDoublyLinkedList(root->left); // 找到左子树链表的最后一个节点 TreeNode* leftLast = leftList; while (leftLast && leftLast->right) { leftLast = leftLast->right; } // 将根节点插入到左子树链表的末尾 if (leftLast) { leftLast->right = root; root->left = leftLast; } // 将右子树转换为链表 TreeNode* rightList = convertBSTToDoublyLinkedList(root->right); // 将右子树链表插入到根节点之后 if (rightList) { rightList->left = root; root->right = rightList; } // 返回整个链表的头节点 return leftList ? leftList : root; } int main() { int preorder[] = {3, 9, 20, 15, 7}; int inorder[] = {9, 3, 15, 20, 7}; int n = sizeof(preorder) / sizeof(preorder[0]); // 构建二叉树 TreeNode* root = buildTree(preorder, n, inorder, n); if (root == NULL) { printf("输入的序列无法生成二叉树!\n"); return 0; } // 打印二叉树后序遍历序列 printf("二叉树后序遍历序列为:"); postorderTraversal(root); printf("\n"); // 判断是否是二叉搜索树 if (isValidBST(root)) { printf("该二叉树是一棵二叉搜索树!\n"); // 求最小和最大关键字 int min = root->val; int max = root->val; findMinMax(root, &min, &max); printf("最小关键字为:%d,最大关键字为:%d\n", min, max); // 将二叉搜索树转换成排序的双向链表 TreeNode* head = convertBSTToDoublyLinkedList(root); printf("双向链表从小到大的顺序为:"); while (head) { printf("%d ", head->val); head = head->right; } printf("\n"); } else { printf("该二叉树不是一棵二叉搜索树!\n"); } return 0; } ``` 其中,我们在构建二叉树时,参考了前序遍历和中序遍历的特点,将序列划分为左子树和右子树,并递归构建子树。在判断二叉树是否是二叉搜索树时,我们采用了递归的方法,每次传入一个区间的最小值和最大值,判断当前节点是否在区间内。在将二叉搜索树转换为排序的双向链表时,我们采用了递归的方法,先将左子树转换为链表,再将右子树转换为链表,并将左子树链表和右子树链表插入到根节点之前和之后。

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