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【数据结构篇】~链式二叉树(附源码)

链式二叉树

  • 前言(含头文件)
    • 头文件
  • 1.链式二叉树的组成
  • 2.前、中、后、层序遍历
    • 1.前序遍历
    • 2.中序遍历
    • 3.后序遍历
  • 3.结点个数以及高度等​
  • 4.判断二叉树是否为完全二叉树

前言(含头文件)

之前的堆是特殊的二叉树是顺序结构的二叉树,而链式二叉树使用队列实现的。
二叉树的实现大部分都是递归,不要说看起来简单,写起来也是有一定难度的。但如果能理解的话,其实写起来也很简单

头文件

#pragma once
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include"Queue.h"
#include"Queue.c"
#include<stdbool.h>
typedef int btdatatype;
typedef struct binarytreenode {
	btdatatype data;
	struct binarytreenode* left;
	struct binarytreenode* right;
}btnode;
btnode* btbuynode(btdatatype x);
void preorder(btnode* root);//前序遍历(按照 根左右 的顺序)
void inorder(btnode* root);//中序遍历(按照 左根右)
void postorder(btnode* root);//后序遍历(按照 左右根)
int binarytreesize(btnode* root);// 二叉树结点个数 
int binarytreeleafsize(btnode* root);// 二叉树叶子结点个数
int binarytreelevelksize(btnode* root, int k);// 二叉树第k层结点个数 
int binarytreedepth(btnode* root);//二叉树的深度/高度
btnode* binarytreefind(btnode* root, btdatatype x);// 二叉树查找值为x的结点 
void binarytreedestory(btnode** root);// 二叉树销毁
// 层序遍历--要用队列(先进先出,不用递归了)实现
void LevelOrder(btnode* root);
// 判断二叉树是否是完全二叉树
bool BinaryTreeComplete(btnode* root);

1.链式二叉树的组成

节点由三部分组成
1.数据
2.左节点
3.右节点

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.前、中、后、层序遍历

遍历规则​
按照规则,二叉树的遍历有:前序/中序/后序的递归结构遍历:​
1)前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历):访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前​
访问顺序为:根结点、左子树、右子树
2)中序遍历(Inorder Traversal):访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)​
访问顺序为:左子树、根结点、右子树
3)后序遍历(Postorder Traversal):访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后​
访问顺序为:左子树、右子树、根结点

4)层序遍历(levelorder):就是一层一层去遍历

1.前序遍历

在这里插入图片描述

void preorder(btnode* root)//前序遍历
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}
	printf("%d ", root->data);
	preorder(root->left);
	preorder(root->right);
}

2.中序遍历

在这里插入图片描述

void inorder(btnode* root)//中序遍历
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}	inorder(root->left);
	printf("%d ", root->data);
	inorder(root->right);
}

3.后序遍历

在这里插入图片描述

void postorder(btnode* root)//后序遍历
{
	if (root == NULL)
	{
		return;
	}
	postorder(root->left);
	postorder(root->right);
	printf("%d ", root->data);
}```

##  4.层序遍历
![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d72b3b942ac8419288a832c97cd4cc53.png)

```c
// 层序遍历--要用队列(先进先出,不用递归了)实现
void LevelOrder(btnode* root)
{
	qu q;
	quinit(&q);//初始化队列
	qupush(&q, root);
	//循环入队列取队头数据
	while (!quempty(&q))
	{
		btnode* fornt = qufront(&q);
		printf("%d ", fornt->data);
		qupop(&q);
		//把现在的队头出队列,入左右子树
		if(fornt->left)
		qupush(&q, fornt->left);
		if(fornt->right)
		qupush(&q, fornt->right);
	}
	//出循环时队列为空了

	qudestroy(&q);//销毁队列
}

3.结点个数以及高度等​

二叉树结点个数以及高度等问题最终都要转换为从左右子树入手!
在这里插入图片描述

//二叉树结点个数以及高度等问题最终都要转换为从左右子树入手!
// 二叉树结点个数 (这有个坑,不能直接用size)
int binarytreesize(btnode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	return 1 + binarytreesize(root->left) + binarytreesize(root->right);
}
// 二叉树叶子结点(没有子节点的节点)个数
int binarytreeleafsize(btnode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	if (root->left == NULL && root->right == NULL)
		return 1;
	return binarytreeleafsize(root->left) + binarytreeleafsize(root->right);
}
// 二叉树第k层结点个数(k走到第k层时,k=1)(递归下一层时,k要--)
int binarytreelevelksize(btnode* root, int k)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	if (k == 1)
	{
		return 1;
	}
	return binarytreelevelksize( root->left, k-1) +
		binarytreelevelksize( root->right,  k-1);
}
//二叉树的深度/高度
int binarytreedepth(btnode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	int leftdepth = binarytreedepth( root->left);
	int rightdepth = binarytreedepth(root->right);
	return leftdepth > rightdepth ? leftdepth + 1 : rightdepth + 1;
	
	
} 
// 二叉树查找值为x的结点 (转换为从左右子树里找)
btnode* binarytreefind(btnode* root, btdatatype x)
{
	if (root == NULL)
		return NULL;
	if (x == root->data)
		return root;
	btnode*left= binarytreefind(root->left, x);
	if (left)
	{
		return left;
	}
	
	btnode*right= binarytreefind(root->right, x);
	if (right)
	{
		return right;
	}
	return NULL;

}
// 二叉树销毁(先销毁左右子树,再销毁根节点)
void binarytreedestory(btnode** root)
{
	if (*root == NULL)
		return ;
	binarytreedestory(&(*root)->left);
	binarytreedestory(&(*root)->right);
	//最后再把根节点释放掉
	free(*root);
	*root = NULL;
}

4.判断二叉树是否为完全二叉树

在这里插入图片描述

// 判断二叉树是否是完全二叉树
bool BinaryTreeComplete(btnode* root)
{
	qu q;
	//初始化
	quinit(&q);
	//把当前根节点入队列
	 qupush(&q,root);
	 while (!quempty(&q))
	 {
		 btnode* front = qufront(&q);
		 qupop(&q);
		 //然后把现在的数据出队头
		 if (front == NULL)
		 {
			 break;
		 }
		 //循环把左右子树入队列
		 qupush(&q, root->left);
		 qupush(&q, root->right);
	 }//出循环了,但队列不一定是空的
	 //出循环有两种可能
	 // (1.是完全二叉树,直接返回true就行)
	 // (2.不是完全二叉树,
	 // 是因为碰到了非完全二叉树的NULL被break才跳出的循环)
	//接下来循环取队列里剩下的数据,如果全是空,那就说明是完全二叉树
	 //如果队列里剩下的数据不全为空那就不是完全二叉树
	 while (!quempty(&q))
	 {
		 btnode* front = qufront(&q);
		 qupop(&q);
		 if (front == NULL)
		 {
			 qudestroy(&q);
			 return false;
		 }
	 }
	 //销毁
	qudestroy(&q);

	return true;
}

http://www.kler.cn/a/282686.html

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