用C语言编一个完整的程序，输入二叉树的先序数列，输出层序遍历序列

在C语言中，我们可以使用队列数据结构来辅助完成二叉树的层序遍历。以下是一个简单的程序示例，它首先构建一个二叉树，然后通过层序遍历的方式输出节点：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <queue>

// 定义二叉树结点
typedef struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
} TreeNode;

// 创建一个新的二叉树节点
TreeNode* createNode(int value) {
    TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
    if (!newNode) return NULL;
    newNode->val = value;
    newNode->left = newNode->right = NULL;
    return newNode;
}

// 先序遍历
void preorderTraversal(TreeNode* root, int arr[], int& index) {
    if (root == NULL) return;
    arr[index++] = root->val; // 记录根节点值
    preorderTraversal(root->left, arr, index);
    preorderTraversal(root->right, arr, index);
}

// 层次遍历辅助函数
void levelOrderHelper(TreeNode* root, int level, int* arr, bool* visited, int maxLevel) {
    if (root == NULL || level >= maxLevel) return;
    
    arr[level] = root->val; // 将当前层次的节点添加到数组中
    visited[level] = true;
    levelOrderHelper(root->left, level + 1, arr, visited, maxLevel);
    levelOrderHelper(root->right, level + 1, arr, visited, maxLevel);
}

// 主函数：接受先序遍历的输入并输出层序遍历结果
void levelOrderTraversal(int* input, int size) {
    int n = size;
    TreeNode* root = createNode(input[0]); // 根据先序遍历的第一个元素创建根节点
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (input[i] != -1) { // 每次找到一个非空节点，插入其左侧
            root->left = createNode(input[i]);
            root = root->left;
        } else { // 当前值为-1，结束当前层级的构造，并开始处理下一个层级
            int* arr = (int*)malloc((n + 1) * sizeof(int)); // 预分配足够大的数组
            bool* visited = (bool*)malloc((n + 1) * sizeof(bool));
            memset(arr, 0, (n + 1) * sizeof(int));
            memset(visited, 0, (n + 1) * sizeof(bool));

            int maxLevel = 0; // 最大层数
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (visited[j]) continue;
                maxLevel = j + 1;
                break;
            }

            levelOrderHelper(root, 0, arr, visited, maxLevel);

            for (int k = 0; k <= maxLevel; k++) {
                printf("%d ", arr[k]); // 输出层序遍历结果
            }
            free(arr); // 释放数组内存
            free(visited); // 释放访问标记数组内存
        }
    }
}

int main() {
    int input[] = {1, 2, 4, -1, 5, 3}; // 示例先序遍历序列
    int size = sizeof(input) / sizeof(input[0]);
    levelOrderTraversal(input, size);

    return 0;
}