基础数据结构二叉树代码实现

Posted 2021-10-23 关键概念；

【基础数据结构】二叉树代码实现

本次代码实现的约定

仅仅用于学习和交流
编程语言采用 C/C++
树的结构采用链式存储
结构操作：初始化结点、初始化树、销毁树、插入元素(采用二叉排序树的性质，左 < 中 < 右)、遍历(前、中、后，使用递归)、输出(采用广义表的形式)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 结构定义
	// 节点定义 
typedef struct Node {
	int data;
	struct Node *lchild, *rchild;
} Node;

	// 树 
typedef struct Tree {
	Node *root;
	int length;
} Tree;

// 结构操作 

	// 初始化节点 
Node *getNewNode(int val) {
	Node *p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
	p->data = val;
	p->lchild = p->rchild = NULL;
	return p;
} 

	// 二叉树初始化 
Tree *getNewTree() {
	Tree *t = (Tree *)malloc(sizeof(Tree));
	t->root = NULL;
	t->length = 0;
	return t;
}
 
// 插入 采用二叉排序树的形值， 左 < 中 < 右 

// 递归调用，插入节点 
Node *insert_node(Node *root, int val, int *flag) {
	if (root == NULL) {
		*flag = 1;	// 传出参数 
		return getNewNode(val);
	}
	if (root->data == val) return root;
	if (root->data > val) root->lchild = insert_node(root->lchild, val, flag);
	else root->rchild = insert_node(root->rchild, val, flag);
	return root;
}

// 插入 
void insert(Tree *t, int val) {
	if (t == NULL) return ;
	int flag = 0;
	t->root = insert_node(t->root, val, &flag);
	t->length += flag;
	return ;
}

// 三种遍历，前序、中序、后序 

// 前序
void pre_order_node(Node *root) {
	if (root == NULL) return ;
	printf("%d ", root->data);
	pre_order_node(root->lchild);
	pre_order_node(root->rchild);
	return ;
}

void pre_order(Tree *t) {
	if (t == NULL) return ;
	printf("pre_order : ");
	pre_order_node(t->root);
	printf("\\n");
	return ;
}

// 中序 
void in_order_node(Node *root) {
	if (root == NULL) return ;
	in_order_node(root->lchild);
	printf("%d ", root->data);	
	in_order_node(root->rchild);
	return ;
}


void in_order(Tree *t) {
	if (t == NULL) return ;
	printf("in_order : ");
	in_order_node(t->root);
	printf("\\n");
	return ;
}

// 后序 
void post_order_node(Node *root) {
	if (root == NULL) return ;
	post_order_node(root->lchild);	
	post_order_node(root->rchild);
	printf("%d ", root->data);
	return ;
}

void post_order(Tree *t) {
	if (t == NULL) return ;
	printf("post_order : ");
	post_order_node(t->root);
	printf("\\n");
	return ;
}

// 递归销毁节点 
void clear_node(Node *node) {
	if (node == NULL) return ;
	clear_node(node->lchild);
	clear_node(node->rchild);
	free(node);
	return ;
}

// 销毁树 
void clear(Tree *t) {
	if (t == NULL) return ;
	clear_node(t->root);
	free(t);
	return ;
}

// 输出二叉树，采用广义表的形式 

void output_node(Node *root) {
	if (root == NULL) return ;
	printf("%d", root->data);
	if (root->lchild == NULL && root->rchild == NULL) return ;
	printf("(");
	output_node(root->lchild);
	printf(",");
	output_node(root->rchild);
	printf(")");
}

void output(Tree *t) {
	if (t == NULL) return ;
	printf("tree(%d) : ", t->length);
	output_node(t->root);
	printf("\\n");
	return ;
}


int main() {
	srand(time(0)); // 初始化随机种子 
	Tree *tree = getNewTree(); // 构造一棵树 
	#define MAX_OP 10
	for (int i = 0; i < MAX_OP; i++) {
		int val = rand() % 100; // 获取随机值 
		insert(tree, val);
		output(tree);
	}
	#undef MAX_OP
	printf("\\n");
	pre_order(tree);	// 前序遍历 
	in_order(tree);		// 中序遍历 
	post_order(tree);	// 后序遍历 
	clear(tree);	// 销毁树 
	return 0;
}

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