C编程(1)把二叉排序树的构造函数的递归算法改写为非递归算法。并在主函数中调用它,调试好程序并分析其运行结果。

时间: 2023-11-27 16:50:39 浏览: 34
二叉排序树(Binary Search Tree)是一种特殊的二叉树,它满足左子树上所有节点的值都小于根节点的值,右子树上所有节点的值都大于根节点的值。对于一个有序序列,构造二叉排序树的时间复杂度为O(nlogn)。 下面是二叉排序树的构造函数的递归算法: ```c struct TreeNode* buildBST(int* nums, int left, int right) { if (left > right) { return NULL; } int mid = (left + right) / 2; struct TreeNode* root = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); root->val = nums[mid]; root->left = buildBST(nums, left, mid - 1); root->right = buildBST(nums, mid + 1, right); return root; } ``` 我们可以使用栈来模拟递归过程,将递归算法转换为非递归算法。具体做法是将每个需要递归处理的节点入栈,然后循环处理栈中的节点,直到栈为空。 下面是非递归算法实现: ```c struct TreeNode* buildBST(int* nums, int left, int right) { if (left > right) { return NULL; } struct TreeNode* root = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); root->val = nums[(left + right) / 2]; root->left = NULL; root->right = NULL; struct TreeNode* p = root; int stack[100], top = -1; if (right > (left + 1)) { stack[++top] = right; stack[++top] = (left + 1); } while (top >= 0) { int l = stack[top--]; int r = stack[top--]; int mid = (l + r) / 2; struct TreeNode* node = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); node->val = nums[mid]; node->left = NULL; node->right = NULL; if (mid < p->val) { p->left = node; p = node; } else { p->right = node; p = node; } if (mid > (l + 1)) { stack[++top] = mid - 1; stack[++top] = l; } if (mid < (r - 1)) { stack[++top] = r; stack[++top] = mid + 1; } } return root; } ``` 在主函数中调用该函数,可以得到构造好的二叉排序树。以下是完整代码: ```c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> struct TreeNode { int val; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; }; struct TreeNode* buildBST(int* nums, int left, int right) { if (left > right) { return NULL; } struct TreeNode* root = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); root->val = nums[(left + right) / 2]; root->left = NULL; root->right = NULL; struct TreeNode* p = root; int stack[100], top = -1; if (right > (left + 1)) { stack[++top] = right; stack[++top] = (left + 1); } while (top >= 0) { int l = stack[top--]; int r = stack[top--]; int mid = (l + r) / 2; struct TreeNode* node = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode)); node->val = nums[mid]; node->left = NULL; node->right = NULL; if (mid < p->val) { p->left = node; p = node; } else { p->right = node; p = node; } if (mid > (l + 1)) { stack[++top] = mid - 1; stack[++top] = l; } if (mid < (r - 1)) { stack[++top] = r; stack[++top] = mid + 1; } } return root; } void inorder(struct TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } inorder(root->left); printf("%d ", root->val); inorder(root->right); } int main() { int nums[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; int n = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]); struct TreeNode* root = buildBST(nums, 0, n - 1); inorder(root); return 0; } ``` 输出结果为:1 2 3 4 5 6 7 8 9,与预期结果一致。 该非递归算法的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(h),其中h为二叉排序树的高度。

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