[数据结构 -- C语言] 二叉树(BinaryTree)3

简介: [数据结构 -- C语言] 二叉树(BinaryTree)3

4.2.4 层序遍历实现代码

对队列还有不清楚的同学可以看看这篇文章,队列是一篇完整的文章哦,点后面文字跳转,https://blog.csdn.net/Ljy_cx_21_4_3/article/details/130739681

// 层序遍历
void BinaryTreeLevelOrder(BTNode* root)
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  if (root)
    QueuePush(&q, root);
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
    BTNode* front = QueueFront(&q);//先将队头元素记下来
    QueuePop(&q);
    printf("%c ", front->data);
    if (front->left)
      QueuePush(&q, front->left);
    if (front->right)
      QueuePush(&q, front->right);
  }
  QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
  char a[] = { '1','2','3',NULL,NULL,'4',NULL,'5','6',NULL,NULL,NULL,NULL };
  int i = 0;
  BTNode* root = BinaryTreeCreate(a, &i);
  BinaryTreeLevelOrder(root);
  printf("\n");
  return 0;
}



4.3 节点个数

4.3.1 二叉树节点个数 -- BinaryTreeSize

思想:我们知道,二叉树是分为根节点,左子树,右子树三部分的。所以我们要求二叉树的节点总个数时,只需要求左子树,右子树的节点个数,再加上根节点,就计算出了二叉树的节点个数。


我们举个例子来类比一下这个思想:


如果一个高中学校的校长不知道学校有多少名学生,现在校长要查一下学校现有多少名学生时,校长不可能每个班去数人数,这效率太低了。校长这时将任务分给三个年级组长,各年级组长去统计各年级人数,最后汇总给校长,加起来就好了。年级组长也纷纷效仿,让每个班的班主任去统计,班主任将任务派给各班班长,班长数完人一级一级的汇报上去,最后到校长那里,校长只需要将年级组长汇报上来的人数加起来即可。这种方式其实就是分治思想,分而治之,效率不仅提高了,出错率也会大大降低。


我们画图来明确一下:

实现代码:

int BinaryTreeSize(BTNode* root)
{
  if (NULL == root)
    return 0;
  //分治算法
  return BinaryTreeSize(root->left)
    + BinaryTreeSize(root->right) + 1;
  //简化
  //return root == NULL ? 0 : BinaryTreeSize(root->left)
  //            + BinaryTreeSize(root->right) + 1;//简化代码
}

递归图:


结果展示:



4.3.2 二叉树叶子节点个数 -- BinaryTreeLeafSize

思想:在统计叶子节点的时候用到的思路依旧是分治思想,左子树的叶子节点+右子树的叶子节点就是整个二叉树的叶子节点。 叶子节点即就是度为 0 的节点,因此判断条件就是节点的左右孩子都为空。

int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
  if (NULL == root)
    return 0;
  if (NULL == root->left && NULL == root->right)
    return 1;
  return BinaryTreeLeafSize(root->left)
    + BinaryTreeLeafSize(root->right);
}


运行结果:



4.3.3 二叉树第k层节点个数 -- BinaryTreeLevelKSize

思想:仍旧是分治的思想,因为要计算二叉树的第K层节点个数,因此只要计算出左右子树的 k-1 层的节点个数即可。
这里分三种情况:

1.当 k<0 时,返回 0;

2.当 k=1 时,第一层就一个根节点,返回 1;

3.当 k>1 时,按照思想往下递归。
实现代码:

int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k)
{
  assert(k > 0);
  if (NULL == root)
    return 0;
  if (1 == k)
    return 1;
  return BinaryTreeLevelKSize(root->left, k - 1)
    + BinaryTreeLevelKSize(root->right, k - 1);
}


运行结果:



4.4 树的高度 -- BTreeHeight

思想:二叉树的高度我们依旧使用分治思想,求出左数高度与右数高度,分别 +1(加上根节点这一层),哪个值大哪个就是树的高度。

实现代码

int BTreeHeight(BTNode* root)
{
  if (NULL == root)
    return 0;
  int leftH = BTreeHeight(root->left);
  int rightH = BTreeHeight(root->right);
  return leftH > rightH ? leftH + 1 : rightH + 1;
}

4.5 二叉树查找值为x的节点 -- BinaryTreeFind

 

思想:依旧是分治思想,递归实现,要找节点值为x的节点,我们先看根节点是不是,再递归左右子树的每一个基点。

实现代码:

BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, BTDataType x)
{
  if (NULL == root)
    return NULL;
  if (root->data == x)
    return root;
  BTNode* ret1 = BinaryTreeFind(root->left, x);
  if (ret1)
    return ret1;
  BTNode* ret2 = BinaryTreeFind(root->right, x);
  if (ret2)
    return ret2;
  return NULL;
}


运行结果:

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