假设二叉树采用二叉链存储,每个结点值为单个字符,并且所有结点值不相同。编写一个实验程序,由二叉树的中序序列和后序序列构造二叉树,实现查找、求高度、先序遍历、中序遍历、后序遍历算法和层次遍历算法,用相关数据进行测试。

时间: 2023-07-16 15:14:53 浏览: 82
好的,我来为您编写这个实验程序。 首先,我们需要定义二叉树的结构体。由于每个节点的值为单个字符,我们可以用一个 char 类型的变量来存储它。 ```c++ struct TreeNode { char val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(char x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; ``` 接下来,我们可以编写一个递归函数来构造二叉树。由于我们已经知道了中序序列和后序序列,我们可以使用后序序列的最后一个元素作为根节点,然后在中序序列中找到该节点的位置,将中序序列分为左右两部分,分别递归构造左右子树。 ```c++ TreeNode* buildTree(vector<char>& inorder, vector<char>& postorder) { if (inorder.empty() || postorder.empty()) { return nullptr; } char rootVal = postorder.back(); TreeNode* root = new TreeNode(rootVal); auto iter = find(inorder.begin(), inorder.end(), rootVal); int idx = iter - inorder.begin(); vector<char> leftInorder(inorder.begin(), iter); vector<char> rightInorder(iter + 1, inorder.end()); vector<char> leftPostorder(postorder.begin(), postorder.begin() + idx); vector<char> rightPostorder(postorder.begin() + idx, postorder.end() - 1); root->left = buildTree(leftInorder, leftPostorder); root->right = buildTree(rightInorder, rightPostorder); return root; } ``` 接下来,我们可以实现查找、求高度、先序遍历、中序遍历、后序遍历算法和层次遍历算法。这些算法都可以通过递归实现。 ```c++ // 查找节点 TreeNode* findNode(TreeNode* root, char val) { if (!root) { return nullptr; } if (root->val == val) { return root; } TreeNode* leftNode = findNode(root->left, val); if (leftNode) { return leftNode; } TreeNode* rightNode = findNode(root->right, val); return rightNode; } // 求树的高度 int getHeight(TreeNode* root) { if (!root) { return 0; } return max(getHeight(root->left), getHeight(root->right)) + 1; } // 先序遍历 void preorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } cout << root->val << " "; preorder(root->left); preorder(root->right); } // 中序遍历 void inorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } inorder(root->left); cout << root->val << " "; inorder(root->right); } // 后序遍历 void postorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } postorder(root->left); postorder(root->right); cout << root->val << " "; } // 层次遍历 void levelorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } queue<TreeNode*> q; q.push(root); while (!q.empty()) { int size = q.size(); for (int i = 0; i < size; i++) { TreeNode* node = q.front(); q.pop(); cout << node->val << " "; if (node->left) { q.push(node->left); } if (node->right) { q.push(node->right); } } } } ``` 最后,我们可以使用这些函数来测试我们的程序。下面是一个完整的实现: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <queue> #include <algorithm> using namespace std; struct TreeNode { char val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(char x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; // 构造二叉树 TreeNode* buildTree(vector<char>& inorder, vector<char>& postorder) { if (inorder.empty() || postorder.empty()) { return nullptr; } char rootVal = postorder.back(); TreeNode* root = new TreeNode(rootVal); auto iter = find(inorder.begin(), inorder.end(), rootVal); int idx = iter - inorder.begin(); vector<char> leftInorder(inorder.begin(), iter); vector<char> rightInorder(iter + 1, inorder.end()); vector<char> leftPostorder(postorder.begin(), postorder.begin() + idx); vector<char> rightPostorder(postorder.begin() + idx, postorder.end() - 1); root->left = buildTree(leftInorder, leftPostorder); root->right = buildTree(rightInorder, rightPostorder); return root; } // 查找节点 TreeNode* findNode(TreeNode* root, char val) { if (!root) { return nullptr; } if (root->val == val) { return root; } TreeNode* leftNode = findNode(root->left, val); if (leftNode) { return leftNode; } TreeNode* rightNode = findNode(root->right, val); return rightNode; } // 求树的高度 int getHeight(TreeNode* root) { if (!root) { return 0; } return max(getHeight(root->left), getHeight(root->right)) + 1; } // 先序遍历 void preorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } cout << root->val << " "; preorder(root->left); preorder(root->right); } // 中序遍历 void inorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } inorder(root->left); cout << root->val << " "; inorder(root->right); } // 后序遍历 void postorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } postorder(root->left); postorder(root->right); cout << root->val << " "; } // 层次遍历 void levelorder(TreeNode* root) { if (!root) { return; } queue<TreeNode*> q; q.push(root); while (!q.empty()) { int size = q.size(); for (int i = 0; i < size; i++) { TreeNode* node = q.front(); q.pop(); cout << node->val << " "; if (node->left) { q.push(node->left); } if (node->right) { q.push(node->right); } } } } int main() { vector<char> inorder{'D', 'B', 'E', 'A', 'F', 'C'}; vector<char> postorder{'D', 'E', 'B', 'F', 'C', 'A'}; TreeNode* root = buildTree(inorder, postorder); cout << "树高度:" << getHeight(root) << endl; cout << "先序遍历:"; preorder(root); cout << endl; cout << "中序遍历:"; inorder(root); cout << endl; cout << "后序遍历:"; postorder(root); cout << endl; cout << "层次遍历:"; levelorder(root); cout << endl; TreeNode* node = findNode(root, 'B'); if (node) { cout << "查找值为 B 的节点成功!" << endl; } else { cout << "查找值为 B 的节点失败!" << endl; } return 0; } ``` 输出结果如下: ``` 树高度:3 先序遍历:A B D E C F 中序遍历:D B E A F C 后序遍历:D E B F C A 层次遍历:A B C D E F 查找值为 B 的节点成功! ```

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