用C语言以链表的形式编写满二叉树及其相关增加、删除、修改、查找操作

时间: 2023-05-25 12:03:46 浏览: 92
由于满二叉树特点是每个节点都有两个子节点,因此我们可以按照层次遍历的方式将节点存储在链表中,每个节点的两个子节点的索引可以通过计算索引和深度来得到。 下面给出完整的代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义树节点结构体 typedef struct TreeNode { int value; // 数据域 struct TreeNode *left; // 左子节点 struct TreeNode *right; // 右子节点 } TreeNode; // 初始化树节点 TreeNode *newTreeNode(int value, TreeNode *left, TreeNode *right) { TreeNode *node = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode)); if (node == NULL) { printf("Error: Unable to allocate memory for new tree node.\n"); exit(1); } node->value = value; node->left = left; node->right = right; return node; } // 获取二叉树的深度 int getDepth(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } int leftDepth = getDepth(root->left); int rightDepth = getDepth(root->right); return (leftDepth > rightDepth ? leftDepth : rightDepth) + 1; } // 获取满二叉树的节点个数 int getNodeCount(int depth) { int count = 1; while (--depth > 0) { count = count * 2 + 1; } return count; } // 获取满二叉树指定节点的索引 int getNodeIndex(int depth, int position) { return getNodeCount(depth - 1) + position; } // 获取满二叉树指定索引的节点值 int getNodeValue(int index) { return index; } // 获取满二叉树指定节点的左子节点 TreeNode *getLeftChild(int depth, int position) { int leftIndex = getNodeIndex(depth + 1, position * 2); if (leftIndex > getNodeCount(depth)) { return NULL; } int value = getNodeValue(leftIndex); return newTreeNode(value, NULL, NULL); } // 获取满二叉树指定节点的右子节点 TreeNode *getRightChild(int depth, int position) { int rightIndex = getNodeIndex(depth + 1, position * 2 + 1); if (rightIndex > getNodeCount(depth)) { return NULL; } int value = getNodeValue(rightIndex); return newTreeNode(value, NULL, NULL); } // 递归方式创建满二叉树 TreeNode *createFullBinaryTree(int depth, int position) { if (depth <= 0) { return NULL; } int value = getNodeValue(getNodeIndex(depth, position)); TreeNode *left = getLeftChild(depth, position); TreeNode *right = getRightChild(depth, position); return newTreeNode(value, createFullBinaryTree(depth - 1, position * 2), createFullBinaryTree(depth - 1, position * 2 + 1)); } // 按层次遍历方式打印二叉树 void printBinaryTree(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } TreeNode *queue[1024]; int front = 0, rear = 0; queue[rear++] = root; while (front < rear) { TreeNode *node = queue[front++]; printf("%d ", node->value); if (node->left != NULL) { queue[rear++] = node->left; } if (node->right != NULL) { queue[rear++] = node->right; } } printf("\n"); } // 根据指定的值查找节点 TreeNode *findNode(TreeNode *root, int value) { if (root == NULL) { return NULL; } if (root->value == value) { return root; } TreeNode *left = findNode(root->left, value); if (left != NULL) { return left; } TreeNode *right = findNode(root->right, value); if (right != NULL) { return right; } return NULL; } // 增加指定的子节点 void addChild(TreeNode *parent, int leftValue, int rightValue) { if (parent == NULL) { printf("Error: Parent node does not exist.\n"); return; } if (parent->left != NULL || parent->right != NULL) { printf("Error: Parent node already has child nodes.\n"); return; } if (leftValue >= 0) { TreeNode *left = newTreeNode(leftValue, NULL, NULL); parent->left = left; } if (rightValue >= 0) { TreeNode *right = newTreeNode(rightValue, NULL, NULL); parent->right = right; } } // 删除指定节点 void deleteNode(TreeNode *root, int value) { if (root == NULL) { printf("Error: Node does not exist.\n"); return; } if (root->value == value) { root->value = -1; root->left = NULL; root->right = NULL; return; } if (root->left != NULL && root->left->value == value) { deleteNode(root->left, value); } if (root->right != NULL && root->right->value == value) { deleteNode(root->right, value); } } int main() { int depth = 4; // 二叉树深度 TreeNode *root = createFullBinaryTree(depth, 1); printf("Binary Tree created successfully!\n"); printBinaryTree(root); int nodeValue = 6; // 查找指定节点的值 TreeNode *node = findNode(root, nodeValue); printf("Found node with value %d: %p\n", nodeValue, node); int parentValue = 3; // 指定父节点的值 TreeNode *parent = findNode(root, parentValue); addChild(parent, -1, -1); // 增加子节点 int deleteValue = 1; // 删除节点的值 deleteNode(root, deleteValue); printBinaryTree(root); return 0; } ```
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