使用C语言编写如下程序:自定义结点结构,以二叉链表为存储结构,完成以下功能,包括定义主函数、菜单界面: 1)以先序递归方式创建一棵二叉树;2)输出二叉树的先序、中序和后序递归或非递归遍历下的结点访问次序; 3)输出二叉树所有的叶子节点和叶子节点个数; 4)输出二叉树的高度; 5)使用队列,输出二叉树的按层次遍历序列 6)输出二叉树的形状

时间: 2024-02-09 17:08:57 浏览: 38
好的,下面是使用C语言编写的程序,实现了你所需的功能: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 自定义二叉树结点结构 typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; // 创建二叉树,以先序递归方式创建 TreeNode *createTree() { TreeNode *root = NULL; int data; scanf("%d", &data); if (data != -1) { root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->data = data; root->left = createTree(); root->right = createTree(); } return root; } // 先序遍历递归实现 void preOrderRecursion(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } printf("%d ", root->data); preOrderRecursion(root->left); preOrderRecursion(root->right); } // 中序遍历递归实现 void inOrderRecursion(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } inOrderRecursion(root->left); printf("%d ", root->data); inOrderRecursion(root->right); } // 后序遍历递归实现 void postOrderRecursion(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } postOrderRecursion(root->left); postOrderRecursion(root->right); printf("%d ", root->data); } // 先序遍历非递归实现,使用栈 void preOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } TreeNode *stack[100] = {NULL}; int top = -1; stack[++top] = root; while (top >= 0) { TreeNode *node = stack[top--]; printf("%d ", node->data); if (node->right != NULL) { stack[++top] = node->right; } if (node->left != NULL) { stack[++top] = node->left; } } } // 中序遍历非递归实现,使用栈 void inOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } TreeNode *stack[100] = {NULL}; int top = -1; TreeNode *p = root; while (p != NULL || top >= 0) { while (p != NULL) { stack[++top] = p; p = p->left; } if (top >= 0) { p = stack[top--]; printf("%d ", p->data); p = p->right; } } } // 后序遍历非递归实现,使用栈 void postOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } TreeNode *stack1[100] = {NULL}; TreeNode *stack2[100] = {NULL}; int top1 = -1; int top2 = -1; stack1[++top1] = root; while (top1 >= 0) { TreeNode *node = stack1[top1--]; stack2[++top2] = node; if (node->left != NULL) { stack1[++top1] = node->left; } if (node->right != NULL) { stack1[++top1] = node->right; } } while (top2 >= 0) { TreeNode *node = stack2[top2--]; printf("%d ", node->data); } } // 计算二叉树的高度 int getHeight(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } int leftHeight = getHeight(root->left); int rightHeight = getHeight(root->right); return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1; } // 输出二叉树的叶子节点 void printLeaves(TreeNode *root, int *count) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { printf("%d ", root->data); (*count)++; } printLeaves(root->left, count); printLeaves(root->right, count); } // 输出二叉树的按层次遍历序列,使用队列 void levelOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } TreeNode *queue[100] = {NULL}; int front = 0, rear = 0; queue[rear++] = root; while (front < rear) { TreeNode *node = queue[front++]; printf("%d ", node->data); if (node->left != NULL) { queue[rear++] = node->left; } if (node->right != NULL) { queue[rear++] = node->right; } } } // 输出二叉树的形状,使用中序遍历 void printShape(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } if (root->left != NULL) { printf("("); printShape(root->left); printf(")"); } printf("%d", root->data); if (root->right != NULL) { printf("("); printShape(root->right); printf(")"); } } int main() { // 创建二叉树 printf("请输入二叉树的先序遍历序列(-1表示空节点):\n"); TreeNode *root = createTree(); printf("\n"); // 输出二叉树的先序、中序、后序遍历序列 printf("二叉树的先序遍历序列(递归):"); preOrderRecursion(root); printf("\n"); printf("二叉树的中序遍历序列(递归):"); inOrderRecursion(root); printf("\n"); printf("二叉树的后序遍历序列(递归):"); postOrderRecursion(root); printf("\n"); printf("二叉树的先序遍历序列(非递归):"); preOrder(root); printf("\n"); printf("二叉树的中序遍历序列(非递归):"); inOrder(root); printf("\n"); printf("二叉树的后序遍历序列(非递归):"); postOrder(root); printf("\n"); // 输出二叉树的叶子节点和叶子节点个数 int count = 0; printf("二叉树的所有叶子节点:"); printLeaves(root, &count); printf("\n"); printf("二叉树的叶子节点个数为:%d\n", count); // 输出二叉树的高度 printf("二叉树的高度为:%d\n", getHeight(root)); // 输出二叉树的按层次遍历序列 printf("二叉树的按层次遍历序列:"); levelOrder(root); printf("\n"); // 输出二叉树的形状 printf("二叉树的形状为:"); printShape(root); printf("\n"); return 0; } ``` 程序运行时,会先提示用户输入二叉树的先序遍历序列,程序将以递归方式创建二叉树。之后,程序将输出二叉树的先序、中序、后序遍历序列,以及它们的非递归实现。接着,程序将输出二叉树的叶子节点和叶子节点个数、高度、按层次遍历序列和形状。

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