该问题要求设计程序,利用二叉链表结构,建立一棵二叉树。并能递归实现二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历三种遍历算法,能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。要求用c语言写

时间: 2023-10-10 20:05:14 浏览: 42
以下是一个示例程序,用C语言实现了二叉树的建立、先序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历和统计树叶数、结点数、层高等功能。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 二叉树结点结构体 typedef struct TreeNode { int data; // 结点数据 struct TreeNode *left; // 左子树指针 struct TreeNode *right; // 右子树指针 } TreeNode; // 二叉树结构体 typedef struct BinaryTree { TreeNode *root; // 根结点指针 } BinaryTree; // 递归实现先序遍历 void preOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } printf("%d ", root->data); preOrder(root->left); preOrder(root->right); } // 递归实现中序遍历 void inOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } inOrder(root->left); printf("%d ", root->data); inOrder(root->right); } // 递归实现后序遍历 void postOrder(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } postOrder(root->left); postOrder(root->right); printf("%d ", root->data); } // 利用队列实现层次遍历 void levelOrder(BinaryTree *tree) { if (tree == NULL || tree->root == NULL) { return; } Queue *queue = createQueue(); // 创建队列 enqueue(queue, tree->root); // 根结点入队 int level = 0; // 层号初始化为0 while (!isEmpty(queue)) { level++; // 进入下一层 printf("Level %d: ", level); // 输出层号 int levelSize = getSize(queue); // 当前层结点数 for (int i = 0; i < levelSize; i++) { TreeNode *node = dequeue(queue); // 出队一个结点 printf("%d ", node->data); // 输出结点数据 if (node->left != NULL) { enqueue(queue, node->left); // 左子树结点入队 } if (node->right != NULL) { enqueue(queue, node->right); // 右子树结点入队 } } printf("\n"); } destroyQueue(queue); // 销毁队列 } // 递归实现统计叶子结点数 int countLeaves(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } if (root->left == NULL && root->right == NULL) { // 叶子结点 return 1; } return countLeaves(root->left) + countLeaves(root->right); } // 递归实现统计结点数 int countNodes(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } return countNodes(root->left) + countNodes(root->right) + 1; } // 递归实现统计二叉树的层数 int countLevels(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } int leftLevels = countLevels(root->left); int rightLevels = countLevels(root->right); return (leftLevels > rightLevels ? leftLevels : rightLevels) + 1; } // 创建一个新的结点 TreeNode *createNode(int data) { TreeNode *node = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); node->data = data; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 递归实现向二叉树中插入新结点 void insertNode(TreeNode **root, int data) { if (*root == NULL) { *root = createNode(data); return; } if (data < (*root)->data) { insertNode(&((*root)->left), data); } else { insertNode(&((*root)->right), data); } } // 创建一个新的二叉树 BinaryTree *createTree() { BinaryTree *tree = (BinaryTree *) malloc(sizeof(BinaryTree)); tree->root = NULL; return tree; } // 递归实现销毁二叉树 void destroyTree(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return; } destroyTree(root->left); destroyTree(root->right); free(root); } // 主函数 int main() { BinaryTree *tree = createTree(); // 创建一个新的二叉树 insertNode(&(tree->root), 5); // 插入结点 insertNode(&(tree->root), 2); insertNode(&(tree->root), 8); insertNode(&(tree->root), 1); insertNode(&(tree->root), 3); insertNode(&(tree->root), 7); insertNode(&(tree->root), 9); printf("Preorder traversal: "); preOrder(tree->root); // 先序遍历 printf("\n"); printf("Inorder traversal: "); inOrder(tree->root); // 中序遍历 printf("\n"); printf("Postorder traversal: "); postOrder(tree->root); // 后序遍历 printf("\n"); printf("Level order traversal:\n"); levelOrder(tree); // 层次遍历 printf("Number of leaves: %d\n", countLeaves(tree->root)); // 统计叶子结点数 printf("Number of nodes: %d\n", countNodes(tree->root)); // 统计结点数 printf("Height of tree: %d\n", countLevels(tree->root)); // 统计层数 destroyTree(tree->root); // 销毁二叉树 return 0; } ``` 以上代码演示了如何使用C语言的二叉链表结构实现二叉树,并且递归实现了二叉树的先序遍历、中序遍历、后序遍历,利用队列实现了二叉树的层次遍历。同时还实现了统计树叶数、结点数、层高等信息的功能。

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