建立线索二叉树,并实现:遍历线索二叉树,并在线索二叉树中插入结点和删除结点的操作。c语音
时间: 2023-12-29 15:18:56 浏览: 87
好的,我可以帮你实现这个功能。首先,我们需要定义一个结构体来表示线索二叉树的结点:
```c
typedef struct _threaded_node {
int data; // 结点的值
struct _threaded_node* left; // 左子树指针
struct _threaded_node* right; // 右子树指针
int ltag; // 左线索标记,0表示指向左子树,1表示指向前驱结点
int rtag; // 右线索标记,0表示指向右子树,1表示指向后继结点
} ThreadedNode;
```
这个结构体中,每个结点包括一个值、左子树指针、右子树指针和左右线索标记。
接下来,我们可以定义一个 `create_node` 函数,用于创建一个新的线索二叉树结点:
```c
ThreadedNode* create_node(int data) {
ThreadedNode* node = (ThreadedNode*) malloc(sizeof(ThreadedNode));
node->data = data;
node->left = NULL;
node->right = NULL;
node->ltag = 0;
node->rtag = 0;
return node;
}
```
这个函数接受一个值,然后创建一个新的线索二叉树结点,并将其初始化。注意,这个函数中我们将左右线索标记都设置为 `0`。
接下来,我们可以定义一个 `inorder_thread` 函数,用于将一个普通的二叉树转换为线索二叉树。这个函数采用中序遍历的方式遍历整个二叉树,并在遍历的过程中修改左右子树指针和线索标记:
```c
ThreadedNode* inorder_thread(ThreadedNode* root) {
ThreadedNode* prev = NULL;
ThreadedNode* curr = root;
ThreadedNode* head = create_node(0); // 头结点
head->ltag = 1; // 左线索标记为1,指向前驱结点
head->left = root; // 头结点的左子树指向根结点
while (curr != NULL) {
// 找到当前结点的前驱结点
while (curr->left != NULL && curr->ltag == 0) {
curr = curr->left;
}
// 将当前结点的左子树指针指向前驱结点
curr->left = prev;
curr->ltag = (prev == NULL) ? 1 : 0;
// 找到当前结点的后继结点
while (curr->right != NULL && curr->rtag == 0) {
curr = curr->right;
}
// 如果当前结点的右子树为空,则将其指向后继结点
if (curr->right == NULL) {
curr->right = prev;
curr->rtag = (prev == NULL) ? 1 : 0;
}
// 更新 prev 和 curr 指针
prev = curr;
curr = curr->right;
}
// 将头结点的右子树指针指向最后一个结点
prev->right = head;
prev->rtag = 1;
// 返回头结点
return head;
}
```
这个函数接受一个二叉树的根结点,然后返回一个新的线索二叉树的头结点。在遍历的过程中,我们用两个指针 `prev` 和 `curr` 分别表示前驱结点和当前结点。对于每个结点,我们首先找到它的前驱结点,然后将其左子树指针指向前驱结点,并将左线索标记设置为 `1`。然后,我们找到该结点的后继结点。如果该结点的右子树为空,则将其右子树指向后继结点,并将右线索标记设置为 `1`。最后,我们更新 `prev` 和 `curr` 指针,继续遍历下一个结点。遍历完成后,我们需要将头结点的右子树指针指向最后一个结点,并将右线索标记设置为 `1`。
接下来,我们可以定义一个 `inorder_traversal` 函数,用于中序遍历线索二叉树:
```c
void inorder_traversal(ThreadedNode* head) {
ThreadedNode* curr = head->left;
while (curr != head) {
while (curr->ltag == 0) {
curr = curr->left;
}
printf("%d ", curr->data);
while (curr->rtag == 1 && curr->right != head) {
curr = curr->right;
printf("%d ", curr->data);
}
curr = curr->right;
}
printf("\n");
}
```
这个函数接受一个线索二叉树的头结点,然后按照中序遍历的顺序遍历整个线索二叉树,并打印每个结点的值。在遍历的过程中,我们用一个指针 `curr` 表示当前结点。首先,我们找到第一个没有左子树的结点,并打印其值。然后,我们沿着右线索遍历到该结点的后继结点,并打印每个结点的值。最后,我们更新 `curr` 指针,继续遍历下一个结点,直到回到头结点。
最后,我们可以定义一个 `insert_node` 函数,用于在线索二叉树中插入一个新的结点。这个操作需要先将新结点插入到二叉树中,然后重新对二叉树进行线索化:
```c
void insert_node(ThreadedNode** root, int data) {
ThreadedNode* node = create_node(data);
if (*root == NULL) {
*root = node;
} else {
ThreadedNode* curr = *root;
ThreadedNode* parent = NULL;
while (curr != NULL) {
parent = curr;
if (data < curr->data) {
curr = curr->left;
} else {
curr = curr->right;
}
}
if (data < parent->data) {
parent->left = node;
} else {
parent->right = node;
}
}
*root = inorder_thread(*root);
}
```
这个函数接受一个指向根结点指针的指针和一个值,然后在线索二叉树中插入一个新的结点。如果根结点为空,则将新结点插入为根结点。否则,我们根据二叉搜索树的性质找到新结点应该插入的位置,并插入新结点。最后,我们重新对二叉树进行线索化。
类似地,我们也可以定义一个 `delete_node` 函数,用于在线索二叉树中删除一个结点。这个操作需要先将该结点从二叉树中删除,然后重新对二叉树进行线索化:
```c
void delete_node(ThreadedNode** root, int data) {
if (*root == NULL) {
return;
}
ThreadedNode* curr = *root;
ThreadedNode* parent = NULL;
while (curr != NULL && curr->data != data) {
parent = curr;
if (data < curr->data) {
curr = curr->left;
} else {
curr = curr->right;
}
}
if (curr == NULL) {
return;
}
if (curr->left == NULL && curr->right == NULL) { // 叶子结点
if (parent == NULL) {
*root = NULL;
} else if (curr == parent->left) {
parent->left = NULL;
} else {
parent->right = NULL;
}
free(curr);
} else if (curr->left == NULL) { // 只有右子树
if (parent == NULL) {
*root = curr->right;
} else if (curr == parent->left) {
parent->left = curr->right;
} else {
parent->right = curr->right;
}
free(curr);
} else if (curr->right == NULL) { // 只有左子树
if (parent == NULL) {
*root = curr->left;
} else if (curr == parent->left) {
parent->left = curr->left;
} else {
parent->right = curr->left;
}
free(curr);
} else { // 既有左子树又有右子树
ThreadedNode* min_node = curr->right;
while (min_node->left != NULL) {
min_node = min_node->left;
}
curr->data = min_node->data;
delete_node(&(curr->right), min_node->data);
}
*root = inorder_thread(*root);
}
```
这个函数接受一个指向根结点指针的指针和一个值,然后在线索二叉树中删除该值对应的结点。如果该值对应的结点是叶子结点,则直接删除。如果该结点只有左子树或右子树,则将其子树直接接到其父节点上。如果该结点既有左子树又有右子树,则先找到其右子树中的最小值,将其值复制到该结点中,然后递归删除右子树中的最小值结点。最后,我们重新对二叉树进行线索化。
以上就是一个简单的线索二叉树的实现,包括遍历线索二叉树、插入结点和删除结点等操作。你可以根据需要自行添加其他功能。
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