c 语言用队列实现二叉树的层次遍历算法,并按层次输出(标出层号),并能统计树叶数,结点数,层高等信息。

时间: 2024-05-01 18:21:17 浏览: 14
下面是用队列实现二叉树的层次遍历算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 二叉树结点结构体 typedef struct TreeNode { int data; // 数据域 struct TreeNode* left; // 左子树指针 struct TreeNode* right; // 右子树指针 } TreeNode; // 队列结构体 typedef struct Queue { TreeNode** data; // 存放指向结点的指针的数组 int front; // 队头指针 int rear; // 队尾指针 int size; // 队列大小 } Queue; // 创建二叉树 TreeNode* createTree() { int data; scanf("%d", &data); if (data == -1) { // 如果输入-1,说明该结点为NULL return NULL; } TreeNode* root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->data = data; root->left = createTree(); root->right = createTree(); return root; } // 初始化队列 Queue* initQueue(int size) { Queue* q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue)); q->data = (TreeNode**)malloc(size * sizeof(TreeNode*)); q->front = q->rear = 0; q->size = size; return q; } // 判断队列是否为空 int isEmpty(Queue* q) { return q->front == q->rear; } // 入队 void enqueue(Queue* q, TreeNode* node) { if ((q->rear + 1) % q->size == q->front) { // 队列已满 printf("Queue is full.\n"); return; } q->data[q->rear] = node; q->rear = (q->rear + 1) % q->size; } // 出队 TreeNode* dequeue(Queue* q) { if (isEmpty(q)) { // 队列为空 printf("Queue is empty.\n"); return NULL; } TreeNode* node = q->data[q->front]; q->front = (q->front + 1) % q->size; return node; } // 层次遍历二叉树 void levelOrder(TreeNode* root) { Queue* q = initQueue(100); // 初始化队列 enqueue(q, root); // 根结点入队 int level = 1; // 层号 int leafCount = 0; // 叶子结点个数 int nodeCount = 0; // 结点个数 int maxLevel = 0; // 树的层数 while (!isEmpty(q)) { printf("Level %d: ", level); int size = q->rear - q->front; // 当前层结点个数 while (size--) { TreeNode* node = dequeue(q); // 出队 printf("%d ", node->data); // 输出结点数据 nodeCount++; if (node->left) { // 左子树不为空,左子结点入队 enqueue(q, node->left); } if (node->right) { // 右子树不为空,右子结点入队 enqueue(q, node->right); } if (!node->left && !node->right) { // 是叶子结点 leafCount++; } } printf("\n"); level++; if (q->rear - q->front > 0) { // 如果队列不为空,说明还有下一层 maxLevel++; } } printf("Number of leaf nodes: %d\n", leafCount); printf("Number of nodes: %d\n", nodeCount); printf("Height of the tree: %d\n", maxLevel); } int main() { printf("Please input the binary tree (preorder traversal, -1 means NULL):\n"); TreeNode* root = createTree(); // 创建二叉树 printf("\nLevel order traversal:\n"); levelOrder(root); // 层次遍历二叉树 return 0; } ``` 示例输入: ``` Please input the binary tree (preorder traversal, -1 means NULL): 1 2 -1 -1 3 4 -1 -1 5 -1 -1 ``` 示例输出: ``` Level order traversal: Level 1: 1 Level 2: 2 3 Level 3: 4 5 Number of leaf nodes: 2 Number of nodes: 5 Height of the tree: 2 ```

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