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1、数据结构之二叉树实 验 报 告 题目:二叉树的遍历和子树交换 指导老师:杨政宇 班级：通信1202 姓名:徐江 学号：0909121127需求分析1. 演示程序分别用多种遍历算法遍历二叉树并把数据输出。2. 输入字符序列，递归方式建立二叉树。3.在演示过程序中，用户敲击键盘，输入数据，即可看到数据的输出。4.实现链式存储的二叉树的多种遍历算法。遍历算法包括：a) 中序递归遍历算法、前序递归遍历算法【选】b) 中序遍历非递归算法c) 先序或后序遍历非递归算法d) 建立中序线索，并进行中序遍历和反中序遍历5.实现二叉树的按层遍历算法6.设计一个测试用的二叉树并创建对应的内存二叉树，能够测试自己算法
2、的边界(包括树节点数为0、1以及1 的不同情形)。7.测试数据：输入数据：-+a *b -c d -e f 概要设计说明：本程序在递归调用中用到了链表，在非递归调用时用到了栈。1. 栈的抽象数据类型ADT Stack数据对象：D=ai|aichar,i=1,2,3.数据关系：R=| ai -1,ai D,i=2,3.基本操作：InitStack（&S） 操作结果：构造一个空栈StackEmpty( S ) 初始条件：栈S已存在。 操作结果：若S为空栈，则返回OK，否则返回ERROR。 Push( &S, e ) 初始条件：栈S已存在。 操作结果：插入元素e为新的栈顶元素。 Pop( &S, &
3、e ) 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：删除S的栈顶元素，并用e返回其值。 GetTop( S, &e ) 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：用e返回S的栈顶元素。 2.二叉树的抽象数据类型ADT BinaryTree 数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合。 数据关系R： 若D=，则R=，称BinaryTree为空二叉树； 若D，则R=H，H是如下二元关系； （1）在D中存在惟一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱； （2）若D-root，则存在D-root=D1,Dr，且D1Dr =； （3）若D1，则D1中存在惟一的元素x1，H，且存在D1上的 关系H1 H
4、；若Dr，则Dr中存在惟一的元素xr，H，且 存在上的关系Hr H；H=,H1,Hr； （4）(D1,H1)是一棵符合本定义的二叉树，称为根的左子树；(Dr,Hr)是一 棵符合本定义的二叉树，称为根的右子树。 基本操作： CreateBiTree( &T) 初始条件：给出二叉树T的定义。 操作结果：按要求构造二叉树T。 PreOrderTraverse_re( T, print() ) 初始条件：二叉树T存在，print是二叉树全部结点输出的应用函数。 操作结果：先序递归遍历T，对每个结点调用函数print一次且仅一次。一旦 print()失败，则操作失败。 InOrderTraverse(
5、T, print() ) 初始条件：二叉树T存在，print是二叉树全部结点输出的应用函数。 操作结果：中序非递归遍历T，对每个结点调用函数print一次且仅一次。一 旦printf()失败，则操作失败。 InOrderTraverse_re(T,print() ) 初始条件：二叉树T在在，print是二叉树全部结点输出的应用函数。操作结果：中序递归遍历T，对每个结点调用函数print一次且仅一次。一旦 printf()失败，则操作失败。 PreOrderTraverse(T,print() 初始条件：二叉树T存在，print是二叉树全部结点输出的应用函数。 操作结果：先序非递归遍历T，对每个
6、结点调用函数print一次且仅一次。一 旦print()失败，则操作失败。 Levelorder(T) 初始条件：二叉树T在在。操作结果：分层遍历二叉树T，并输出。InOrderThreading(Thrt,T);初始条件：二叉树T在在。操作结果：中序遍历二叉树，并将其中序线索化。InOrderTraverse_Thr( T, print);初始条件：二叉树T在在。操作结果：中序非递归遍历二叉线索树TInThreading(p);初始条件：结点p在在。操作结果：结点p及子树线索化。3.主程序的流程：void main()初始化;提示;执行二叉数ADT函数;4.本程序包含三个模块1） 主程序模块
7、void main()初始化；接受命令；显示结果；2） 链表模块。递归调用时实现链表抽象数据类型。3） 栈模块。非递归调用时实现栈的抽象数据类型。详细设计1.宏定义及全局变量#define TElemType char#define SElemType BiTree#define OK 1#define OVERFLOW 0#define ERROR 0#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10SqStack S;BiThrTree pre;BiThrTree i;2.函数定义int CreateBiTree(BiTree &T);
8、/创建二叉树void PreOrderTraverse_re(BiTree T,void (*print)(TElemType e);/先序递归遍历二叉树void InOrderTraverse(BiTree T,int (*print)(TElemType e);/中序非递归遍历二叉树void InOrderTraverse_re(BiTree T,int (*print)(TElemType e) ;/中序递归遍历二叉树void PreOrderTraverse(BiTree T,int (*print)(TElemType e);/先序非递归遍历二叉树int print(TElemTyp
9、e e);/打印元素void InitStack(SqStack &S);/栈的初始化void Pop(SqStack &S,SElemType &e);void Push(SqStack &S,SElemType &e);int StackEmpty(SqStack S);int GetTop(SqStack S,SElemType &e);void Levelorder(BiTree T) ;void InOrderThreading(BiThrTree &Thrt,BiThrTree T);int InOrderTraverse_Thr(BiThrTree T, int (*print)
10、(TElemType e);void InThreading(BiThrTree p);3.二叉树链表数据结构：typedef struct BiTNodeTElemType data;struct BiTNode *lchild ,*rchild;PointerTag LTag , RTag;BiTNode , *BiTree , BiThrNode , *BiThrTree; 基本操作：a)构造二叉树Tint CreateBiTree(BiTree &T)char ch;scanf(%c,&ch);if(ch= )T=NULL;elseif(!(T=(BiTNode *)malloc(si
11、zeof(BiTNode)return ERROR;T-data=ch;if (CreateBiTree(T-lchild) T-LTag=Link;if (CreateBiTree(T-rchild) T-RTag=Link;return OK;b)先序递归遍历二叉数T，并输出全部结点值。void PreOrderTraverse_re(BiTree T,int (*print)(TElemType e)if(T)if(print(T-data) PreOrderTraverse_re(T-lchild,print);PreOrderTraverse_re(T-rchild,print);r
12、eturn ;elsereturn ;c)中序非递归遍历二叉树T，并输出全部结点值void InOrderTraverse(BiTree T,int (*print)(TElemType e)SqStack S;S.base=NULL;S.top=NULL;SElemType p=NULL;InitStack(S);Push(S,T);while(!StackEmpty(S)while(GetTop(S,p)&p)Push(S,p-lchild);Pop(S,p);if(!StackEmpty(S)Pop(S,p);print(p-data);Push(S,p-rchild);return;d
13、)中序递归遍历二叉树T，并输出全部结点值void InOrderTraverse_re(BiTree T,int (*print)(TElemType e) if(T) InOrderTraverse_re(T-lchild,print); print(T-data); InOrderTraverse_re(T-rchild,print); e)中序遍历二叉树T，并将其中序线索化，Thrt指向头结点 void InOrderThreading(BiThrTree &Thrt,BiThrTree T)Thrt=(BiThrTree)malloc(sizeof(BiThrNode);Thrt-LTag=Link;/建头结点Thrt-RTag=Thread;Thrt-rchild=Thrt;/右指针回指if(!T)
