数据结构之树

简介: 数据结构之树

一、二叉树


二叉树是一棵树,其中每个节点都不能有多余两个儿子。


二叉树的一个性质是平均二叉树的深度要比N小的多,分析表明,这个平均深度为O(),对于特殊类型的二叉树,即二叉查找树,其深度的平均值O(logN)

二、二叉查找树


对于树中的每个节点X,它的左子树中所有的关键字值小于X的关键字,而它的右子树中所有的关键字值大于X的关键字值。


三、二叉树的遍历


前序遍历(DLR)


前序遍历也叫做先根遍历,可记做根左右。

前序遍历首先访问根结点然后遍历左子树,最后遍历右子树。在遍历左、右子树时,仍然先访问根结点,然后遍历左子树,最后遍历右子树。

若二叉树为空则结束返回,否则:

 (1)访问根结点

 (2)前序遍历左子树

 (3)前序遍历右子树

注意的是:遍历左右子树时仍然采用前序遍历方法。

中序遍历(LDR)


中序遍历也叫做中根遍历,可记做左根右。

中序遍历首先遍历左子树,然后访问根结点,最后遍历右子树。在遍历左、右子树时,仍然先遍历左子树,再访问根结点,最后遍历右子树。即:

若二叉树为空则结束返回,否则:


(1)中序遍历左子树

(2)访问根结点

(3)中序遍历右子树。

注意的是:遍历左右子树时仍然采用中序遍历方法。


后序遍历(LRD)


后序遍历也叫做后根遍历,可记做左右根。

后序遍历首先遍历左子树,然后遍历右子树,最后访问根结点。在遍历左、右子树时,仍然先遍历左子树,再遍历右子树,最后访问根结点。即:

若二叉树为空则结束返回,否则:

(1)后序遍历左子树。

(2)后序遍历右子树。

(3)访问根结点。

注意的是:遍历左右子树时仍然采用后序遍历方法。

层次遍历


按照从上至下,从左至右的顺序遍历二叉树。

#include<stdio.h>  
#include<stdlib.h>  
#define N 9 
int a[]={3,2,5,8,4,7,6,9,10};  
//二叉树的结点类型;  
typedef struct tree  
{  
    int data;  
    struct tree *lchild;  
    struct tree *rchild;  
}BitTree;  
//在二叉排序树中插入查找关键字可以;  
void Inserter(BitTree *bt,int key)    
{  
    BitTree *parent;   //表示双亲结点;  
    BitTree *head = bt;  
    BitTree *p=(BitTree *)malloc(sizeof(BitTree));  
    p->data=key;   //保存结点数据;  
    p->lchild=p->rchild=NULL;  //左右子树置空;  
    //查找需要添加的父结点,这个父结点是度为0的结点;  
    while(head)   
    {  
        parent=head;  
        if(key<head->data)   //若关键字小于结点的数据;  
            head=head->lchild; //在左子树上查找;   
        else   //若关键字大于结点的数据;  
            head=head->rchild;  //在右子树上查找;  
    }  
    //判断添加到左子树还是右子树;  
    if(key<parent->data)   //小于父结点;  
        parent->lchild=p;    //添加到左子树;  
    else    //大于父结点;  
        parent->rchild=p;   //添加到右子树;  
}  
//n个数据在数组data[]中;  
BitTree *Createer(BitTree *bt,int data[],int n)    
{  
int i=0;
    bt=(BitTree *)malloc(sizeof(BitTree));  
    bt->data=data[0];  
    bt->lchild=bt->rchild=NULL;  
    for( i=1;i<n;i++)  
        Inserter(bt,data[i]);  
    return bt;  
}  
//前序遍历;  
void PreOrder(BitTree *bt)  
{  
    if(bt)  
    {  
       printf("%d ",bt->data);    
    PreOrder(bt->lchild);  
        PreOrder(bt->rchild);  
    }  
}
//中序遍历;  
void InOrder(BitTree *bt)  
{  
    if(bt)  
    {       
    InOrder(bt->lchild);  
    printf("%d ",bt->data);   
       InOrder(bt->rchild);  
    }  
} 
void PostOrder(BitTree *bt){    //后序遍历  
  if(bt){ 
    PostOrder(bt->lchild); 
    PostOrder(bt->rchild); 
    printf("%d ",bt->data);  
  } 
}    
//删除结点;  
void Deleteer(BitTree *bt,int key)  
{  
    BitTree *L,*LL;    //在删除左右子树都有的结点时使用;  
    BitTree *p=bt;  
    BitTree *parent=bt;  
    int child=0;  //0表示左子树,1表示右子树;  
    if(!bt)    //如果排序树为空,则退出;  
        return ;  
    while(p)  //二叉排序树有效;  
    {  
        if(p->data==key)  
        {  
            if(!p->lchild&&!p->rchild)  //叶结点(左右子树都为空);  
            {  
                if(p==bt)  //被删除的结点只有根结点;  
                    free(p);  
                else if(child==0)  
                {  
                    parent->lchild=NULL;  //设置父结点左子树为空;  
                    free(p);   //释放结点空间;  
                }  
                else   //父结点为右子树;  
                {  
                    parent->rchild=NULL;  //设置父结点右子树为空;  
                    free(p);  //释放结点空间;  
                }  
            }  
            else if(!p->lchild)  //左子树为空,右子树不为空;  
            {  
                if(child==0)    //是父结点的左子树;  
                    parent->lchild=p->rchild;  
                else      //是父结点的右子树;  
                    parent->rchild=p->rchild;  
                free(p);  //释放被删除的结点;  
            }  
            else if(!p->rchild)  //右子树为空,左子树不为空;  
            {  
                if(child==0)  //是父结点的左子树;  
                    parent->lchild=p->lchild;  
                else      //是父结点的右子树;  
                    parent->rchild=p->lchild;  
                free(p);  //释放被删除的结点;  
            }  
            else 
            {  
                LL=p;  //保存左子树的结点;  
                L=p->rchild;  //从当前结点的右子树进行查找;  
                if(L->lchild)  //左子树不为空;  
                {  
                    LL=L;  
                    L=L->lchild;   //查找左子树;  
                    p->data=L->data;  //将左子树的数据保存到被删除结点;  
                    LL->lchild=L->lchild;  //设置父结点的左子树指针为空;  
                    for(;L->lchild;L=L->lchild);  
                    L->lchild=p->lchild;  
                    p->lchild=NULL;  
                }  
                else 
                {  
                    p->data=L->data;  
                    LL->rchild=L->rchild;  
                }  
            }  
            p=NULL;  
        }  
        else if(key<p->data)  //需删除记录的关键字小于结点的数据;  
        {  
            //要删除的结点p是parent的左子树;  
            child=0;  //标记在当前结点左子树;  
            parent=p;//保存当前结点作为父结点;  
            p=p->lchild;  //查找左子树;  
        }  
        else  //需删除记录的关键字大于结点的数据;  
        {  
            //要删除的结点p是parent的右子树;  
            child=1;  //标记在当前结点右子树查找;  
            parent=p;  //保存当前结点作为父结点;  
            p=p->rchild;  //查找右子树;  
        }  
    }  
}  
int maxDepth(BitTree* root) {
  if (root == NULL) {
  return 0;
  }
  else {
  int maxLeft = maxDepth(root->lchild), maxRight = maxDepth(root->rchild);
  if (maxLeft > maxRight) {
    return 1 + maxLeft;
  }
  else {
    return 1 + maxRight;
  }
  }
}
int main(void)  
{  
    BitTree *bt;  //保存二叉排序树根结点;  
  int i=0;
  int maxdepth=0;
    printf("数组数据为:\n");  
    for(i=0;i<N;i++)  
        printf("%d ",a[i]);  
    printf("\n\n");  
    bt=Createer(bt,a,N); 
  printf("遍历后的二叉排序树为(前序遍历输出):\n");  
    PreOrder(bt);  
  printf("\n\n"); 
    printf("遍历后的二叉排序树为(中序遍历输出):\n");  
    InOrder(bt);  
    printf("\n\n"); 
    printf("遍历后的二叉排序树为(后序遍历输出):\n");  
    PostOrder(bt);  
    printf("\n\n\n");
  maxdepth=maxDepth(bt);
  printf("二叉树的深度 %d\n",maxdepth); 
    printf("     **将数据8插入到二叉树中**\n\n");  
    printf("插入后的二叉树为(中序遍历输出):\n");  
    Inserter(bt,8);  
    PreOrder(bt);  
    printf("\n\n\n");  
    printf("     **将数据5从二叉树中删除**\n\n");  
    printf("删除后的二叉树为(中序遍历输出):\n");  
    Deleteer(bt,5);   //删除拥有左右子树的结点有问题;  
    PreOrder(bt);  
    printf("\n");  
    return 0;  
}


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