C语言实现四叉树数据结构及其内存管理

"这篇资源是关于使用C语言实现四叉树的数据结构，通过8x8的栅格数据存储，利用链表和结构体表示四叉树的节点，并使用莫顿码来确定节点的位置。实现包括节点的创建、内存管理以及四叉树的构建。" 在计算机科学中，四叉树是一种树形数据结构，每个节点有四个子节点，常用于图像处理和空间分割。本资源中提到的实现方法是基于8x8的栅格数据，将每个栅格单元视为一个节点，存储在四叉树中。以下是对这个实现细节的详细解释： 1. **栅格数据存储**：8x8的数组用于存储栅格数据，每个元素代表一个节点，可以表示栅格中的一个位置。 2. **节点定义**：使用结构体`struct Node`表示四叉树的节点。其中包含节点的深度（`depth`），值（`value`），莫顿码（`Morton`），空间状态（`exist`，表示该节点是否已释放），是否存在值（`notnull`，表示节点是否为空），前一个节点的指针（`last`）以及指向四个子节点的二维指针数组（`p[2][2]`）。 3. **节点链接**：通过`rootnodep->p[i][j]->p[m][n]->p->[x][y]`这样的方式连接所有64个节点，形成四叉树的结构。这里的索引`i`, `j`, `m`, `n`, `x`, `y`分别对应四个子节点的位置。 4. **内存管理**：通过`exist`字段控制节点的内存释放。当`exist`为`true`时，释放该节点的内存，从而节省空间。 5. **节点值与子节点存在性**：`notnull`字段决定了子节点的`exist`值。如果`notnull`为`true`，则子节点的`exist`设为`true`，表明子节点存在；若`notnull`为`false`，子节点的`value`设为`NULL`，表示子节点不存在。 6. **莫顿码**：莫顿码（ Morton code 或 Z-order curve）是一种空间填充曲线，可用于将多维数据压缩到一维。每个节点的莫顿码能唯一确定其在四叉树中的位置，方便进行查找和遍历操作。 7. **函数实现**：资源中提到了两个函数，`creatquadtree()`用于创建四叉树，它接受8x8的栅格数据作为输入；`freeetra()`用于释放四叉树中已分配的内存，避免内存泄漏。 在`main()`函数中，首先初始化8x8的栅格数据，然后调用`creatquadtree()`构建四叉树，最后调用`freeetra()`释放内存。通过示例代码可以看出，四叉树的节点结构以及内存管理策略已经清晰地体现在了程序中。 这个实现提供了一种高效的方法来存储和操作栅格数据，特别是在处理图像分割、空间索引或数据压缩等场景时，四叉树因其特性可以显著减少计算复杂度和提高性能。