數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-二叉樹(shù)的實(shí)現(xiàn)與遍歷

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第六次實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)生班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 采用二叉樹(shù)鏈表作為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，完成二叉樹(shù)的建立，先序、中序和后序 以及按層次遍歷的操作，求所有葉子及結(jié)點(diǎn)總數(shù)的操作。2) 輸出樹(shù)的深度，最大元，最小元。二、需求分析 遍歷二叉樹(shù)首先有三種方法，即先序遍歷，中序遍歷和后序遍歷。 遞歸方法比較簡(jiǎn)單，首先獲得結(jié)點(diǎn)指針如果指針不為空，且有左子，從左子 遞歸到下一層，如果沒(méi)有左子，從右子遞歸到下一層，如果指針為空，則結(jié) 束一層遞歸調(diào)用。直到遞歸全部結(jié)束。下面重點(diǎn)來(lái)講述非遞歸方法：首先介紹先序遍歷： 先序遍歷的順序是根 左 右，也就是說(shuō)先訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)然后訪問(wèn)其左子再然后 訪問(wèn)其右子。具體算

2、法實(shí)現(xiàn)如下：如果結(jié)點(diǎn)的指針不為空，結(jié)點(diǎn)指針入棧， 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)指針指向其左子，如果結(jié)點(diǎn)的指針為空，表示左 子樹(shù)訪問(wèn)結(jié)束， 棧頂結(jié)點(diǎn)指針出棧， 指針指向其右子， 對(duì)其右子樹(shù)進(jìn)行訪問(wèn)， 如此循環(huán)，直至結(jié)點(diǎn)指針和棧均為空時(shí)，遍歷結(jié)束。再次介紹中序遍歷：中序遍歷的順序是左 根 右，中序遍歷和先序遍歷思想差不多，只是打印順 序稍有變化。具體實(shí)現(xiàn)算法如下：如果結(jié)點(diǎn)指針不為空，結(jié)點(diǎn)入棧，指針指 向其左子，如果指針為空，表示左子樹(shù)訪問(wèn)完成，則棧頂結(jié)點(diǎn)指針出棧，并 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)指針指向其右子，對(duì)其右子樹(shù)進(jìn)行訪問(wèn)。如此循 環(huán)直至結(jié)點(diǎn)指針和棧均為空，遍歷結(jié)束。最后介紹后序遍歷： 后序遍歷的順

3、序是左 右 根，后序遍歷是比較難的一種，首先需要建立兩個(gè) 棧，一個(gè)用來(lái)存放結(jié)點(diǎn)的指針，另一個(gè)存放標(biāo)志位，也是首先訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)， 如果結(jié)點(diǎn)的指針不為空， 根結(jié)點(diǎn)入棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也隨之入標(biāo)志位棧， 并賦值 0，表示該結(jié)點(diǎn)的右子還沒(méi)有訪問(wèn)，指針指向該結(jié)點(diǎn)的左子，如果結(jié) 點(diǎn)指針為空，表示左子訪問(wèn)完成，父結(jié)點(diǎn)出棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也隨之出 棧，如果相應(yīng)的標(biāo)志位值為 0，表示右子樹(shù)還沒(méi)有訪問(wèn)，指針指向其右子， 父結(jié)點(diǎn)再次入棧，與之對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位也入棧，但要給標(biāo)志位賦值為1，表示右子訪問(wèn)過(guò)。如果相應(yīng)的標(biāo)志位值為 1，表示右子樹(shù)已經(jīng)訪問(wèn)完成，此時(shí)要 輸出相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)將結(jié)點(diǎn)指針賦值為空，如此循環(huán)直至結(jié)

4、點(diǎn)指針和 棧均為空，遍歷結(jié)束。三、詳細(xì)設(shè)計(jì)源代碼：#include<stdio.h>#define MAX 100 / 表示棧的最大容量 #define FULL 99/ 表示棧滿#define EMPTY -1/ 表示?？誸ypedef struct Tnode / 定義結(jié)點(diǎn)char data;/存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)struct Tnode *left;/ 定義結(jié)點(diǎn)左子指針 struct Tnode *right;/ 定義右子指針 Tnode,*Pnode;/ 聲明 Tnode 類型的變量和指針 typedef struct Stack/ 定義棧Pnode pnodeMAX;/ 存放數(shù)據(jù)

5、int p ; /棧頂指針Stack,*Pstack;定義Stack類型的變量和指針 void Push (Pstack pstack,Pnode pnode)/入棧 pstack->p +;pstack->pnodepstack->p = pnode;/ 賦值Pnode Pop(Pstack pstack)/出 棧return pstack->pnodepstack->p-;Pnode Top (Pstack pstack)/看 棧頂元素return pstack->pnodepstack->p;int Isempty (Pstack pstack)

6、/ 棧判空if(pstack->p=EMPTY)return 1;elsereturn 0;int Isfull (Pstack pstack )/棧滿if (pstack ->p=FULL)return 1;elsereturn 0;void Initstack (Pstack pstack)/ 初始化棧pstack->p=EMPTY;void Inittnode(Pnode root,Pnode left,Pnode right,char data)/ 初始化結(jié)點(diǎn) root->left=left;root->right = right;root->dat

7、a = data;void PreorderR(Pnode proot)/ 遞歸先序遍歷算法if(proot)printf("%2c",proot->data);PreorderR(proot->left);PreorderR(proot->right);void InorderR(Pnode proot)/ 遞歸中序遍歷算法if(proot)InorderR(proot->left); printf("%2c",proot->data);InorderR(proot->right);void PostorderR(P

8、node proot)/ 遞歸后序遍歷算法if(proot)PostorderR(proot->left);PostorderR(proot->right);printf("%2c",proot->data);void PreorderI(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸先序遍歷算法 Initstack(pstack);/ 初始化棧 while(proot|!Isempty(pstack)/ 如果棧空并且結(jié)點(diǎn)指針空，則結(jié)束循環(huán) if(proot)printf("%2c",proot->data);if

9、(Isfull(pstack)/ 如果棧滿不能執(zhí)行入棧操作printf(" 棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！ ");return;Push(pstack,proot); 入棧proot=proot->left;/ 指針指向左子elseif(Isempty(pstack)/ ?？諘r(shí)不能出棧printf(" 棧空，不能執(zhí)行出棧操作！ ");return;proot = Pop(pstack);/ 執(zhí)行出棧操作proot=proot->right;/ 指針指向右子void lnorderl(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸中序

10、遍歷算法Initstack(pstack);/ 初始化棧while(proot|!lsempty(pstack)/ 循環(huán)結(jié)束條件if(proot)if(Isfull(pstack)printf(" 棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！ ");return;Push(pstack,proot); 執(zhí)行入棧操作proot = proot->left;/ 指針指向左子elseif(Isempty(pstack)printf(" 棧空，不能執(zhí)行出棧操作！ ");return ;proot = Pop(pstack);/ 出棧printf("%2c"

11、,proot->data);/ 打印數(shù)據(jù)proot=proot->right;/ 指針指向右子void PostorderI(Pnode proot,Pstack pstack)/ 非遞歸后續(xù)遍歷算法int flagsMAX;/ 定義標(biāo)志位棧int p =-1;/ 初始化標(biāo)志位棧int flag;/ 存放標(biāo)志位Initstack(pstack);/ 初始化棧 while(proot|!Isempty(pstack)/ 循環(huán)結(jié)束條件 if(proot)if(Isfull(pstack)printf(" 棧滿，不能執(zhí)行入棧操作！ ");return ;flags+p

12、 = 0;/ 標(biāo)志位置 0，并入棧Push(pstack,proot); 結(jié)點(diǎn)入棧 proot=proot->left;/ 指針指向左子elseproot = Pop(pstack);/ 指針出棧flag = flagsp-;/ 相應(yīng)標(biāo)志位出棧if(flag=0)/ 如果標(biāo)志位為 0 表示右子還未訪問(wèn)過(guò)flag =1;/將標(biāo)志位置 1，右子已訪問(wèn)flags+p = flag;/ 標(biāo)志位入棧Push(pstack,proot); 結(jié)點(diǎn)入棧proot = proot->right;/ 指針指向右子elseprintf("%2c",proot->data);/

13、打印數(shù)據(jù)proot = NULL;/ 將結(jié)點(diǎn)指針置空void main ()Tnode A,B,C,D,E,F,G;/ 聲明結(jié)點(diǎn)變量Stack stack;/聲明棧Inittnode(&A,&B,&C,'A');/ 初始化結(jié)點(diǎn) Inittnode(&B,NULL,&D,'B');Inittnode(&C,&E,&F,'C');Inittnode(&D,NULL,NULL,'D');Inittnode(&E,NULL,NULL,'E');

14、Inittnode(&F,&G ,NULL,'F');Inittnode(&G ,NULL,NULL,'G'); printf(" 你定義的樹(shù)的結(jié)構(gòu)是： n");/* 一下是調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)輸出遍歷結(jié)果*/printf("A(B(D)C(E F(G)n");printf("= 下面是遍歷結(jié)果 =n"); printf("= 遞歸先序遍歷： =n"); PreorderR(&A);printf("n");printf("= 非

15、遞歸先序遍歷： =n"); PreorderI(&A,&stack);printf("n");printf("= 遞歸中序遍歷： =n"); InorderR(&A);printf("n");printf("= 非遞歸中序遍歷： =n"); InorderI(&A,&stack);printf("n");printf("= 遞歸后序遍歷： =n"); PostorderR(&A);printf("n"

16、;);printf("= 非遞歸后序遍歷： =n"); PostorderI(&A,&stack);printf("n");五、遇到的問(wèn)題及解決辦法 這部分我主要遇到如下兩個(gè)問(wèn)題，其內(nèi)容和解決方法如下所列： 執(zhí)行程序時(shí)程序停止運(yùn)行，其效果如圖：解決方法：看到程序停止運(yùn)行，推測(cè)可能的原因：遇到死循環(huán)、參數(shù)設(shè)置不合 理或者結(jié)構(gòu)體沒(méi)有造好。首先對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行了檢查，各個(gè)成員聲明正常無(wú)誤，在 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，程序正常跳出循環(huán)，因此最可能是自定義函數(shù)的參數(shù)設(shè)置的不 合理，因此對(duì)調(diào)用的自定義函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)， 將參數(shù)由具體類型改為指針類 型后，程序正

17、常運(yùn)行。程序不停的輸出同一個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，其效果入圖：DDDODLDDDDDDDDCDDDDDDDDDDDDDDODEDDDDDDDDCnDDDDBDODEDDDDDDDEBBD珈DDDDDDDDDDDODD *IDDDDDDrDDDDTEDDDDDDDDOEDDDDDDDDrDTiDDDDDCDrDDDDDDDDrDDDDDTCDDDDDDDDOEEDDDOD DODDDIlDDDDDDDDCDDDDDDDDDDDDDDDmDLDIWDDDDCnDDDDDEmDDIWDDOECDrDDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDDDDEDDDDDDDDDDDDDDDDDMFHTDDDDDDDITDD

18、DDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDJDDDDDDDJDmDDl®DOljlJDDDDDDUlXJLiBDi)DiJDUl'lJDDDJDJUlJDBDDDDD£llDDDD)LJDlJlJDDBDDJDLlJLiDDDDJLJUDlJDDDJDJDD hDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDMDDDDDDDDDDD 師 DDDDDDDDDDDDMDDDDDEDDDDDDDDDDDDJDODD ” DJDODDDDDDIWDCDDDDDODODDDDDDDODDDDDDJDDDCDDEDDDDDIXDDDDDDCIDDDDDDDDODDDDDD

19、DDDD joJDCDDDDDDIWDCDDDDDCDtBDDDDDDOnDDDBDDDnDCDDDDDDDDDCDDDDDDODCDDDDDODDDDDDDDDOnD pi®DDDCDDDDDDDECDDDDDDDDDDDDDDODDDDDDDDDECDDDDDDDDElDDDDDDDK)DDDDDDDDDCDDDDX)DD tDDDODrDDnDDDDDIlDBDnDnDDnrDDDOmnrDDDDDDDEIinDDDDBDODnDDnDDDnnirinDDDDDnPDDromnDI)D3XDCEDDDDDDDDDDDDDDXDDDDDJ>DDDDDDDDDDDELDDDD

20、DXDDDDDDDDDDDDDDDDD®DCDDD3I>DDD pDODDDrDDDDDOODCDDDDUDDDDDDDDDDDDWDBDBDDDCDDDDDBDDDDDDDDDDDIXDDDDDDDDDBDDDiDBDDDr； pDDDDDDDEDDDOliDDDDDDDDDCDDDDDDDDDimDDDDDDDDDDDDDDDinDDDDimXDDDD 血 DDnDDDDDDUJD 叵 DD0DC'LrPDD3DDDEEDDDDDDD0rPDDDD3ErTiriDDD3DrrrDDDDDDGDrDEDDDDDCEDI)DDDDDCriDDD3D3ErED0DDDLDDDDDDE'EEDDD)DDDOrDDEDDDODL!DHDDDDDCDDDDD)DjDCDDDDDDDCEDDDDDDDOLiDDDBDODD bDODCmDDDDDDnffiDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDCDDDDDDDCnCDDDDDDDDCDDDDDDDnDIinDDDDnDD DDDDLlLLiDDJDJDEEDDDBDDDOLUDDDDDJElDLiDDDJDLlJL