数据结构建立先序线索二叉树代码C语言

时间: 2023-08-14 17:07:51 浏览: 61
以下是使用C语言实现先序线索二叉树的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树结点结构 typedef struct TreeNode { char data; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; int leftTag; // 左线索标志,0表示指向左子树,1表示指向前驱结点 int rightTag; // 右线索标志,0表示指向右子树,1表示指向后继结点 } TreeNode; // 创建一个新结点 TreeNode* createNode(char data) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); newNode->data = data; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; newNode->leftTag = 0; newNode->rightTag = 0; return newNode; } // 构建先序线索二叉树 void createPreThread(TreeNode* root, TreeNode** pre) { if (root == NULL) { return; } if (root->left == NULL) { root->left = *pre; root->leftTag = 1; } if (*pre != NULL && (*pre)->right == NULL) { (*pre)->right = root; (*pre)->rightTag = 1; } *pre = root; if (root->leftTag == 0) { createPreThread(root->left, pre); } if (root->rightTag == 0) { createPreThread(root->right, pre); } } // 先序遍历先序线索二叉树 void preOrderTraversal(TreeNode* root) { TreeNode* current = root; while (current != NULL) { printf("%c ", current->data); if (current->leftTag == 0) { current = current->left; } else { current = current->right; } } } int main() { // 创建二叉树结点 TreeNode* root = createNode('A'); TreeNode* nodeB = createNode('B'); TreeNode* nodeC = createNode('C'); TreeNode* nodeD = createNode('D'); TreeNode* nodeE = createNode('E'); TreeNode* nodeF = createNode('F'); // 构建二叉树 root->left = nodeB; root->right = nodeC; nodeB->left = nodeD; nodeB->right = nodeE; nodeC->right = nodeF; // 创建先序线索二叉树 TreeNode* pre = NULL; createPreThread(root, &pre); // 先序遍历先序线索二叉树 printf("先序遍历先序线索二叉树:"); preOrderTraversal(root); return 0; } ``` 这段代码使用先序遍历的方式构建了一个先序线索二叉树,并实现了对先序线索二叉树进行先序遍历输出。你可以根据需要修改数据类型或结点的值来适应不同的场景。

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以下是先序遍历二叉树的完整代码,使用C语言实现: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树节点结构体 typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; // 创建新节点 TreeNode* createNode(int val) { TreeNode* newNode = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); newNode->data = val; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; return newNode; } // 插入节点 TreeNode* insertNode(TreeNode* node, int val) { if (node == NULL) { return createNode(val); } if (val < node->data) { node->left = insertNode(node->left, val); } else if (val > node->data) { node->right = insertNode(node->right, val); } return node; } // 先序遍历二叉树 void preOrderTraversal(TreeNode* node) { if (node == NULL) { return; } printf("%d ", node->data); preOrderTraversal(node->left); preOrderTraversal(node->right); } int main() { TreeNode* root = NULL; int arr[] = {5, 3, 7, 1, 4, 6, 8}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); for (int i = 0; i < n; i++) { root = insertNode(root, arr[i]); } printf("先序遍历结果:"); preOrderTraversal(root); printf("\n"); return 0; } 上述代码中,我们首先定义了一个结构体 TreeNode 作为二叉树节点的数据结构,并实现了创建节点的函数 createNode 和插入节点的函数 insertNode。然后,我们定义了先序遍历二叉树的函数 preOrderTraversal,递归地遍历二叉树,输出节点的值。最后,在主函数中,我们创建了一个二叉搜索树,并调用先序遍历函数输出遍历结果。
下面是线索二叉树的建立代码(C语言): c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树结点类型 typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; int ltag; // 左线索标志 int rtag; // 右线索标志 } TreeNode; // 全局变量,用来记录上一个访问的结点 TreeNode *pre = NULL; // 创建二叉树 TreeNode* createTree() { int val; scanf("%d", &val); if (val == -1) { return NULL; } else { TreeNode *node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); node->data = val; node->left = createTree(); node->right = createTree(); node->ltag = 0; node->rtag = 0; return node; } } // 中序遍历线索化二叉树 void inOrderTraversal(TreeNode *root) { TreeNode *p = root; while (p != NULL) { while (p->ltag == 0) { p = p->left; } printf("%d ", p->data); while (p->rtag == 1) { p = p->right; printf("%d ", p->data); } p = p->right; } } // 中序线索化二叉树 void inOrderThreading(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } // 遍历左子树 inOrderThreading(root->left); // 处理当前结点 if (root->left == NULL) { root->left = pre; root->ltag = 1; } if (pre != NULL && pre->right == NULL) { pre->right = root; pre->rtag = 1; } pre = root; // 遍历右子树 inOrderThreading(root->right); } int main() { // 创建二叉树 printf("请输入二叉树的结点,-1表示空结点:\n"); TreeNode *root = createTree(); // 中序线索化二叉树 inOrderThreading(root); // 遍历线索化二叉树 printf("中序遍历线索化二叉树:\n"); inOrderTraversal(root); return 0; }
下面是中序和先序非递归建立二叉树的程序代码示例,以C语言为例: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 二叉树结构体 struct TreeNode { int val; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; }; // 创建节点函数 struct TreeNode* createNode(int val) { struct TreeNode* node = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); node->val = val; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 中序和先序非递归建立二叉树函数 struct TreeNode* buildTree(int* preorder, int preorderSize, int* inorder, int inorderSize) { if (preorderSize == 0 || inorderSize == 0) return NULL; struct TreeNode* root = createNode(preorder[0]); struct TreeNode* cur = root; int preIndex = 1, inIndex = 0; int flag = 0; struct TreeNode* stack[1000]; int top = -1; stack[++top] = cur; while (preIndex < preorderSize) { if (top >= 0 && stack[top]->val == inorder[inIndex]) { cur = stack[top]; top--; inIndex++; flag = 1; } else { if (flag == 0) { cur->left = createNode(preorder[preIndex]); cur = cur->left; stack[++top] = cur; preIndex++; } else { flag = 0; cur->right = createNode(preorder[preIndex]); cur = cur->right; stack[++top] = cur; preIndex++; } } } return root; } // 中序遍历函数 void inorderTraversal(struct TreeNode* root) { if (root == NULL) return; inorderTraversal(root->left); printf("%d ", root->val); inorderTraversal(root->right); } // 先序遍历函数 void preorderTraversal(struct TreeNode* root) { if (root == NULL) return; printf("%d ", root->val); preorderTraversal(root->left); preorderTraversal(root->right); } int main() { int preorder[6] = {1, 2, 4, 5, 3, 6}; int inorder[6] = {4, 2, 5, 1, 3, 6}; struct TreeNode* root = buildTree(preorder, 6, inorder, 6); printf("Inorder traversal: "); inorderTraversal(root); printf("\n"); printf("Preorder traversal: "); preorderTraversal(root); printf("\n"); return 0; } 该程序中,我们使用了一个栈来辅助建立二叉树。在建立二叉树时,我们首先创建根节点,并将其入栈。然后,我们遍历先序遍历序列中的所有节点,对于每个节点,如果其值与栈顶节点的值不相等,则将该节点作为栈顶节点的左子树,并将该节点入栈;否则,我们弹出栈顶节点,并将该节点作为栈顶节点的右子树。最后,我们返回根节点,即可得到建立好的二叉树。 在程序中,我们还提供了中序遍历和先序遍历函数,用于验证建立的二叉树是否正确。
以下是使用C语言实现二叉树层次遍历的代码: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; typedef struct QueueNode { TreeNode *node; struct QueueNode *next; } QueueNode; typedef struct Queue { QueueNode *front; QueueNode *rear; } Queue; Queue *createQueue() { Queue *queue = (Queue *) malloc(sizeof(Queue)); queue->front = NULL; queue->rear = NULL; return queue; } int isQueueEmpty(Queue *queue) { return queue->front == NULL; } void enqueue(Queue *queue, TreeNode *node) { QueueNode *newNode = (QueueNode *) malloc(sizeof(QueueNode)); newNode->node = node; newNode->next = NULL; if (queue->rear) { queue->rear->next = newNode; queue->rear = newNode; } else { queue->front = newNode; queue->rear = newNode; } } TreeNode *dequeue(Queue *queue) { if (isQueueEmpty(queue)) { return NULL; } QueueNode *node = queue->front; queue->front = node->next; if (!queue->front) { queue->rear = NULL; } TreeNode *treeNode = node->node; free(node); return treeNode; } void levelOrder(TreeNode *root) { if (!root) { return; } Queue *queue = createQueue(); enqueue(queue, root); while (!isQueueEmpty(queue)) { int levelSize = queueSize(queue); for (int i = 0; i < levelSize; i++) { TreeNode *node = dequeue(queue); printf("%d ", node->val); if (node->left) { enqueue(queue, node->left); } if (node->right) { enqueue(queue, node->right); } } printf("\n"); } } int main() { TreeNode *root = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); TreeNode *node1 = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); TreeNode *node2 = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); TreeNode *node3 = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); TreeNode *node4 = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); root->val = 3; node1->val = 9; node2->val = 20; node3->val = 15; node4->val = 7; root->left = node1; root->right = node2; node2->left = node3; node2->right = node4; node1->left = NULL; node1->right = NULL; node3->left = NULL; node3->right = NULL; node4->left = NULL; node4->right = NULL; levelOrder(root); return 0; } 这段代码中,我们定义了一个 TreeNode 结构体来表示二叉树节点,定义了一个 QueueNode 结构体来表示队列节点,定义了一个 Queue 结构体来表示队列。我们使用 createQueue 函数创建一个队列,使用 enqueue 和 dequeue 函数来实现队列的入队和出队操作,并使用 isQueueEmpty 函数来判断队列是否为空。我们使用 levelOrder 函数来实现二叉树的层次遍历,其中使用队列来辅助遍历。在 main 函数中,我们构建了一棵二叉树,并调用 levelOrder 函数来进行层次遍历。
下面是先序和中序遍历构建二叉树的C语言代码: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct TreeNode { int val; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; }; struct TreeNode* buildTree(int* preorder, int preorderSize, int* inorder, int inorderSize) { if (preorderSize == 0 || inorderSize == 0) { return NULL; } struct TreeNode* root = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); root->val = preorder[0]; int i; for (i = 0; i < inorderSize; i++) { if (inorder[i] == preorder[0]) { break; } } root->left = buildTree(preorder + 1, i, inorder, i); root->right = buildTree(preorder + i + 1, preorderSize - i - 1, inorder + i + 1, inorderSize - i - 1); return root; } void printTree(struct TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } printf("%d ", root->val); printTree(root->left); printTree(root->right); } int main() { int preorder[] = {1, 2, 4, 5, 3, 6, 7}; int inorder[] = {4, 2, 5, 1, 6, 3, 7}; struct TreeNode* root = buildTree(preorder, 7, inorder, 7); printTree(root); return 0; } 在这个代码中,buildTree函数接收先序遍历数组和中序遍历数组,以及它们的大小,然后返回一个根据这两个遍历构建的二叉树。由于先序遍历的第一个元素一定是根节点,在构建函数中我们首先取出它,并在中序遍历中找到它的位置(通过循环)。接下来,我们递归地构建左子树和右子树,传入对应的先序和中序遍历数组。最后,我们返回当前节点。 printTree函数用于打印二叉树,它采用前序遍历的方式遍历整个树,即先输出当前节点,再遍历左子树和右子树。 在main函数中,我们创建了一个二叉树,并通过调用printTree函数打印出来。
以下是线索二叉树的C语言代码示例: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义线索二叉树结构体 typedef struct ThreadedBinaryTreeNode { int data; struct ThreadedBinaryTreeNode *left, *right; int ltag, rtag; // 0表示指向左右子树,1表示指向前驱或后继 } ThreadedBinaryTreeNode, *ThreadedBinaryTree; // 中序遍历线索化 void InThread(ThreadedBinaryTree p, ThreadedBinaryTree *pre) { if (p != NULL) { InThread(p->left, pre); if (p->left == NULL) { p->left = *pre; p->ltag = 1; } if (*pre != NULL && (*pre)->right == NULL) { (*pre)->right = p; (*pre)->rtag = 1; } *pre = p; InThread(p->right, pre); } } // 创建线索二叉树 void CreateInThread(ThreadedBinaryTree *root) { ThreadedBinaryTree pre = NULL; if (*root != NULL) { InThread(*root, &pre); pre->right = NULL; pre->rtag = 1; } } // 中序遍历线索二叉树 void InOrderTraverse(ThreadedBinaryTree root) { ThreadedBinaryTree p = root; while (p != NULL) { while (p->ltag == 0) { p = p->left; } printf("%d ", p->data); while (p->rtag == 1 && p->right != NULL) { p = p->right; printf("%d ", p->data); } p = p->right; } } // 测试 int main() { // 创建线索二叉树 ThreadedBinaryTree root = (ThreadedBinaryTree)malloc(sizeof(ThreadedBinaryTreeNode)); root->data = 1; root->ltag = root->rtag = 0; root->left = (ThreadedBinaryTree)malloc(sizeof(ThreadedBinaryTreeNode)); root->left->data = 2; root->left->ltag = root->left->rtag = 0; root->left->left = root->left->right = NULL; root->right = (ThreadedBinaryTree)malloc(sizeof(ThreadedBinaryTreeNode)); root->right->data = 3; root->right->ltag = root->right->rtag = 0; root->right->left = (ThreadedBinaryTree)malloc(sizeof(ThreadedBinaryTreeNode)); root->right->left->data = 4; root->right->left->ltag = root->right->left->rtag = 0; root->right->left->left = root->right->left->right = NULL; root->right->right = (ThreadedBinaryTree)malloc(sizeof(ThreadedBinaryTreeNode)); root->right->right->data = 5; root->right->right->ltag = root->right->right->rtag = 0; root->right->right->left = root->right->right->right = NULL; CreateInThread(&root); // 中序遍历线索二叉树 InOrderTraverse(root); return 0; }
当然,下面是一个简单的平衡二叉树的C语言代码示例: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树节点结构 typedef struct Node { int data; // 节点值 struct Node* left; // 左子节点指针 struct Node* right; // 右子节点指针 int height; // 节点高度 } Node; // 计算节点的高度 int height(Node* node) { if (node == NULL) { return 0; } return node->height; } // 获取两个数中较大的值 int max(int a, int b) { return (a > b) ? a : b; } // 创建一个新节点 Node* createNode(int data) { Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = data; newNode->left = NULL; newNode->right = NULL; newNode->height = 1; return newNode; } // 执行右旋操作 Node* rightRotate(Node* y) { Node* x = y->left; Node* T2 = x->right; x->right = y; y->left = T2; y->height = max(height(y->left), height(y->right)) + 1; x->height = max(height(x->left), height(x->right)) + 1; return x; } // 执行左旋操作 Node* leftRotate(Node* x) { Node* y = x->right; Node* T2 = y->left; y->left = x; x->right = T2; x->height = max(height(x->left), height(x->right)) + 1; y->height = max(height(y->left), height(y->right)) + 1; return y; } // 获取节点的平衡因子 int getBalanceFactor(Node* node) { if (node == NULL) { return 0; } return height(node->left) - height(node->right); } // 插入节点 Node* insertNode(Node* node, int data) { if (node == NULL) { return createNode(data); } if (data < node->data) { node->left = insertNode(node->left, data); } else if (data > node->data) { node->right = insertNode(node->right, data); } else { // 忽略插入相同的节点 return node; } node->height = 1 + max(height(node->left), height(node->right)); int balanceFactor = getBalanceFactor(node); // 左-左情况,执行右旋操作 if (balanceFactor > 1 && data < node->left->data) { return rightRotate(node); } // 右-右情况,执行左旋操作 if (balanceFactor < -1 && data > node->right->data) { return leftRotate(node); } // 左-右情况,先对左子节点进行左旋,再对当前节点进行右旋 if (balanceFactor > 1 && data > node->left->data) { node->left = leftRotate(node->left); return rightRotate(node); } // 右-左情况,先对右子节点进行右旋,再对当前节点进行左旋 if (balanceFactor < -1 && data < node->right->data) { node->right = rightRotate(node->right); return leftRotate(node); } return node; } // 中序遍历二叉树 void inorderTraversal(Node* root) { if (root != NULL) { inorderTraversal(root->left); printf("%d ", root->data); inorderTraversal(root->right); } } int main() { Node* root = NULL; root = insertNode(root, 10); root = insertNode(root, 20); root = insertNode(root, 30); root = insertNode(root, 40); root = insertNode(root, 50); root = insertNode(root, 25); printf("中序遍历结果:"); inorderTraversal(root); return 0; } 这段代码实现了一个平衡二叉树的插入和中序遍历操作。你可以根据需要自行修改和扩展。希望对你有所帮助!
以下是根据输入的中序遍历序列和先序遍历序列构建二叉树的 C 语言实现: C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 二叉树节点的定义 struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; }; // 递归构建二叉树函数 struct TreeNode* buildTreeHelper(int* preorder, int preStart, int preEnd, int* inorder, int inStart, int inEnd) { if (preStart > preEnd || inStart > inEnd) { return NULL; } // 构建当前节点,即先序遍历序列的第一个元素 struct TreeNode *root = malloc(sizeof(struct TreeNode)); root->val = preorder[preStart]; root->left = NULL; root->right = NULL; // 在中序遍历序列中寻找当前节点的位置,以区分左右子树 int index = inStart; while (index <= inEnd && inorder[index] != preorder[preStart]) { index++; } int leftSize = index - inStart; // 左子树的节点个数 int rightSize = inEnd - index; // 右子树的节点个数 // 递归构建左右子树 root->left = buildTreeHelper(preorder, preStart + 1, preStart + leftSize, inorder, inStart, index - 1); root->right = buildTreeHelper(preorder, preStart + leftSize + 1, preEnd, inorder, index + 1, inEnd); return root; } // 构建二叉树函数的入口 struct TreeNode* buildTree(int* preorder, int preorderSize, int* inorder, int inorderSize) { return buildTreeHelper(preorder, 0, preorderSize - 1, inorder, 0, inorderSize - 1); } // 中序遍历函数(测试用) void inorderTraversal(struct TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } inorderTraversal(root->left); printf("%d ", root->val); inorderTraversal(root->right); } int main() { int preorder[] = {1,2,4,5,3,6,7}; // 先序遍历序列 int inorder[] = {4,2,5,1,6,3,7}; // 中序遍历序列 int size = sizeof(preorder) / sizeof(int); struct TreeNode *root = buildTree(preorder, size, inorder, size); inorderTraversal(root); return 0; } 输出结果: 4 2 5 1 6 3 7

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