數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設計(二叉樹的基本操作)

1、重慶大學城市科技學院課程設計報告 二叉樹的基本操作 學 院： 電氣信息學院 專 業(yè)： 軟件工程 年 級： 2011 姓 名： 班 級： 01 學 號： 20110286 成 績： 完成時間： 2013年1月2日 指導教師： 目錄一、需求分析3二、概要設計3三、詳細設計4四、調(diào)試結(jié)果11五、課程設計總結(jié)11一、需求分析二叉樹形象地說即樹中每個節(jié)點最多只有兩個分支，它是一種重要的數(shù)據(jù)類型?？梢赃\用于建立家譜，公司所有的員工的職位圖，以及各種事物的分類和各種機構(gòu)的職位圖表等。二叉樹是通過建立一個鏈式存儲結(jié)構(gòu)，達到能夠?qū)崿F(xiàn)前序遍歷，中序遍歷，后序遍歷。以及能夠從輸入的數(shù)據(jù)中得知二叉樹的葉子結(jié)點的個數(shù)，

2、二叉樹的深度。在此，二叉樹的每一個結(jié)點中必須包括：值域，左指針域，右指針域。演示程序以用戶與計算機對話的方式進行，即在計算機終端上顯示提示信息后，由用戶在鍵盤上輸入相應動作的序號和相應的輸入數(shù)據(jù)。1.1課程設計任務及要求(1)按先序次序輸入二叉樹中結(jié)點的值,構(gòu)造二叉鏈表表示的二叉樹t；(2)對二叉樹t作先序、中序、后序遍歷的遞歸算法,輸出結(jié)果；(3)計算二叉樹t的深度,輸出結(jié)果；(4)計算二叉樹t的葉子結(jié)點個數(shù)1.2課程設計思想本次課程設計中，用到的主要知識就是遞歸思想，著重體會遞歸的思想。建立二叉樹采用先序次序插入的方式。對二叉樹進行遍歷時采用遞歸函數(shù)的方式。求二叉樹的深度及葉子結(jié)點個數(shù)均采

3、用遞歸方式。 二、概要設計2.1對程序中定義的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對其說明：typedef struct BiTNode char data; struct BiTNode *lchild,*rchild;BiTNode,*BiTree;在開頭定義了二叉樹的鏈式存儲結(jié)構(gòu)，此處采用了每個結(jié)點中設置三個域， 即值域，左指針域和右指針域。2.2 程序模塊及其功能：本程序分為：7大模塊。二叉樹的建立鏈式存儲結(jié)構(gòu)、前序遍歷、中序遍歷、后序遍歷、求葉子結(jié)點的個數(shù)計算、中序遍歷、后序遍歷、深度、主函數(shù)。1、二叉樹的建立鏈式存儲結(jié)構(gòu)；首先typedef struct BiTNode：定義二叉樹的鏈式存儲結(jié)構(gòu)，此處采

4、用了每個結(jié)點中設置三個域，data：即值域，*lchild：左指針域和rchild：右指針域。2、二叉樹的前序遍歷；利用二叉鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)的前序遍歷：先訪問根結(jié)點，再依次訪問左右子樹。3、二叉樹的中序遍歷；利用二叉鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)的中序遍歷：先訪問左子數(shù)，再訪問根結(jié)點，最后訪問右子樹。4、二叉樹的后序遍歷；利用二叉鏈表作為存儲結(jié)構(gòu)的前序遍歷：先訪問左右子樹，再訪問根結(jié)點。5、求二叉樹的深度：首先判斷二叉樹是否為空，若為空則此二叉樹的深度為0。否則，就先別求出左右子樹的深度并進行比較，取較大的+1就為二叉樹的深度。6、二叉樹的求葉子結(jié)點的個數(shù)計算；先分別求得左右子樹中各葉子結(jié)點個數(shù)，再計算出兩

5、者之和即為二叉樹的葉子結(jié)點數(shù)。7、主函數(shù)。主函數(shù)中分別調(diào)用各函數(shù)。三、詳細設計3.1存儲結(jié)構(gòu)的建立由遞歸函數(shù)實現(xiàn)具體函數(shù)為：typedef struct bitnode telemtype data; struct bitnode *lchild,*rchild;bitnode ,*bitree;bitree createbitree(bitree t)char ch;scanf("%c",&ch);if(ch='#') t=NULL;elseif(!(t=(bitnode *)malloc(sizeof(bitnode) exit(overflow

6、);t->data=ch;t->lchild=createbitree(t->lchild);t->rchild=createbitree(t->rchild);return t;在創(chuàng)建的二叉樹中，左右孩子都為字符型。char的作用是輸入n個任意的字符，而且在輸入n個字符后，必須輸入n+1個'0'，才能得到本程序所有能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。t=Null是將二叉樹置空。if(!(t=(bitnode *)malloc(sizeof(bitnode)，采用動態(tài)申請新結(jié)點的方式，不僅實現(xiàn)起來方便，而且還節(jié)省大量的存儲空間。t->data=ch;值域t-&g

7、t;lchild=createbitree(t->lchild);t->rchild=createbitree(t->rchild);將二叉樹中的每一個結(jié)點設置為：值域，左指針域，右指針。這一小段程序?qū)崿F(xiàn)了二叉樹的置空，二叉樹的建立，二叉樹的存儲。3.2前序遍歷：先訪問根結(jié)點，再訪問左子樹，最后訪問右子樹。具體函數(shù)為：void preordertraverse(bitree t)if(t)printf("%c",t->data);preordertraverse(t->lchild);preordertraverse(t->rchild)

8、;3.3中序遍歷：先訪問左子樹，再訪問根結(jié)點，最后訪問右子樹。具體函數(shù)為：void inordertraverse(bitree t) if (t) inordertraverse(t->lchild);printf("%c",t->data);inordertraverse(t->rchild); 3.4后序遍歷：先訪問左子樹，再訪問右子樹，最后訪問根結(jié)點。具體函數(shù)為：void postordertraverse(bitree t) if(t)postordertraverse(t->lchild);postordertraverse(t->

9、rchild);printf("%c",t->data); 3.5求二叉樹的深度：先定義三個整形變量m,n.如果樹為空，則height=0；否則，先分別訪問出左右子樹的深度，再進行比較，將較大的+1的結(jié)果就是所求二叉樹的深度。具體函數(shù)為：int height(bitree t)int m,n;if(t=NULL) return 0;else m=height(t->lchild);n=height(t->rchild);return (m>n)?m+1:n+1;3.6求葉子結(jié)點的個數(shù)：用leafcount變量表示葉子結(jié)點的總個數(shù)，用leafcount

10、(t->lchild)、leafcount(t->rchild)分別表示訪問的左右子樹中葉子結(jié)點的個數(shù)。當樹為空時討論葉子結(jié)點個數(shù)無意義；當樹非空時分為：一、左右子數(shù)都不存在時，即葉子結(jié)點的個數(shù)為1；二、左右子樹存在，就用分別訪問出左右子樹中葉子結(jié)點的個數(shù)，兩者相加就為二叉樹葉子結(jié)點的個數(shù)。具體函數(shù)為：int leafcount(bitree t) if(!t) return 0; /空數(shù)無葉子 else if(!t->lchild&&!t->rchild) return 1; else return leafcount(t->lchild)+le

11、afcount(t->rchild);3.7主函數(shù)：包括：二叉樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)bitree t、函數(shù)createbitree、height、leafcount、前序遍歷preordertraverse、中序遍歷inordertraverse、后序遍歷postordertraverse。具體函數(shù)為：void main()bitree t;int w,v;printf("請輸入建樹字符序列:");t=createbitree(t);printf("先序遍歷的結(jié)果是:");preordertraverse(t);printf("n");p

12、rintf("中序遍歷的結(jié)果是:");inordertraverse(t);printf("n");printf("后序遍歷的結(jié)果是:");postordertraverse(t);printf("n");printf("二叉樹的深度是:");w=height(t);printf("%dn",w);printf("二叉樹的葉子結(jié)點的數(shù)目為:");v=leafcount(t);printf("%d",v);printf("n&q

13、uot;);3.8完整代碼：#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <process.h>#define ok 1#define error 0#define overflow -1typedef char telemtype;typedef struct bitnode /存儲結(jié)構(gòu)的建立 telemtype data; struct bitnode *lchild,*rchild;bitnode ,*bitree;bitree createbitree(bitree t)char ch;scanf(&qu

14、ot;%c",&ch);if(ch='0') t=NULL; /t=NULL是將二叉樹置空elseif(!(t=(bitnode *)malloc(sizeof(bitnode) exit(overflow); /動態(tài)申請新結(jié)點t->data=ch; /值域t->lchild=createbitree(t->lchild); /左指針域t->rchild=createbitree(t->rchild); /右指針域return t; /先序遍歷void preordertraverse(bitree t) if(t)printf(

15、"%c",t->data);preordertraverse(t->lchild);preordertraverse(t->rchild); /中序遍歷void inordertraverse(bitree t)if (t) inordertraverse(t->lchild);printf("%c",t->data);inordertraverse(t->rchild); /后序遍歷 void postordertraverse(bitree t) if(t)postordertraverse(t->lchil

16、d);postordertraverse(t->rchild);printf("%c",t->data); /判斷深度 int height(bitree t)int m,n;if(t=NULL) return 0;else m=height(t->lchild);n=height(t->rchild);return (m>n)?m+1:n+1; /葉子結(jié)點個數(shù)int leafcount(bitree t) /leafcount表示葉子結(jié)點的總個數(shù)if(!t) return 0; /空數(shù)無葉子else if(!t->lchild&

17、&!t->rchild) return 1;else return leafcount(t->lchild)+leafcount(t->rchild); void main()bitree t;int w,v;printf("請輸入建樹字符序列，以0表示NULL:");t=createbitree(t);printf("先序遍歷的結(jié)果是:");preordertraverse(t);printf("n");printf("中序遍歷的結(jié)果是:");inordertraverse(t);pri

18、ntf("n");printf("后序遍歷的結(jié)果是:");postordertraverse(t);printf("n");printf("二叉樹的深度是:");w=height(t);printf("%dn",w);printf("二叉樹的葉子結(jié)點的數(shù)目為:");v=leafcount(t);printf("%d",v);printf("n"); 四、測試結(jié)果五、課程設計總結(jié)-本程序基本上實現(xiàn)了前序遍歷，中序遍歷，后序遍歷，葉子結(jié)點個數(shù)的求出，二叉樹深度的求出等基本操作。 邁著時間的步伐，這次的課程設計也即將結(jié)束，但這個學期數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學習還是具有相當大的意義，特別是這次的課程設計,它從一個程度上改變了我的編程思想，如何將一個程序快速而又準備的進行編寫，進行編譯，都成為了我思考的重點。同時通過這一個學期的學習，我們將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的思想帶入到了我們以后的編程學習中去。在這個階段，我也明