有效地打印树节点及其所有子节点

Posted 2021-04-04

我正在尝试创建一个可以打印节点及其所有子节点的函数，但我正在尝试使其高效且递归。但它并没有真正起作用。

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

#define SIZE    100

typedef struct tree {
    int value;
    struct tree *child, *sibling, *parent;
} *Tree;

Tree initTree(int value) {
    Tree root = malloc(sizeof(struct tree));
    root->value = value;
    root->parent = NULL;
    root->child = NULL;
    root->sibling = NULL;
    return root;
}

void drawTreeHelper(Tree tree, FILE* stream) {
    Tree tmp;
    if (tree == NULL) {
        return;
    }
    fprintf(stream, "    %ld[label="%d", fillcolor=red]
", (intptr_t) tree, tree->value);
    tmp = tree->child;

    while (tmp != NULL) {
        fprintf(stream, "    %ld -> %ld 
", (intptr_t) tree, (intptr_t) tmp);
        drawTreeHelper(tmp, stream);
        tmp = tmp->sibling;
    }
}

void drawTree(Tree tree, char *fileName) {
    FILE* stream = fopen("test.dot", "w");
    char buffer[SIZE];
    fprintf(stream, "digraph tree {
");
    fprintf(stream, "    node [fontname="Arial", shape=circle, style=filled, fillcolor=yellow];
");
    if (tree == NULL)
        fprintf(stream, "
");
    else if (!tree->child)
        fprintf(stream, "    %ld [label="%d"];
", (intptr_t) tree, tree->value);
    else
        drawTreeHelper(tree, stream);
    fprintf(stream, "}
");
    fclose(stream);
    sprintf(buffer, "dot test.dot | neato -n -Tpng -o %s", fileName);
    system(buffer);
}

Tree uniteTries(Tree child, Tree parent)
{
    if (parent)
    {
        if (!parent->child) parent->child = child;
        else
        {
            Tree iter = parent->child;
            while (iter->sibling) iter = iter->sibling;
            iter->sibling = child;
        }
    }
    return parent;
}

Tree uniteForest(Tree root, Tree *forest, int n)
{
    int i;
    for (i = 0; i < n; ++i)
    {
        if (forest[i]) root = uniteTries(forest[i], forest[i]->parent);
    }
    root = forest[0];
    return root;
}

void printParentChildRec(Tree root)
{
    if(!root) return;
    printf("%d ", root->value);

    printParentChildRec(root->sibling);
    printParentChildRec(root->child);
}

int main() {
    int i;
    char buffer[SIZE];
    Tree *forest = malloc(6 * sizeof(Tree));
    for (i = 0; i < 6; i++) {
        forest[i] = initTree(i);
    }

    forest[1]->parent = forest[0];
    forest[2]->parent = forest[0];
    forest[3]->parent = forest[0];
    forest[4]->parent = forest[1];
    forest[5]->parent = forest[1];

    Tree root = uniteForest(root, forest, 6);

    printParentChildRec(root);

    drawTree(root, "tree.png");

    return 0;
}

这段代码将为您提供一个可验证的示例，这是我尝试做的事情：

void printParentChildRec(Tree root) {
    if (!root)
        return;
    printf("%d ", root->value);

    printParentChildRec(root->sibling);
    printParentChildRec(root->child);
}

我得到的结果只是0 1 2 3 4 5，这是所有的节点，但我想打印这样的东西：

0 1 2 3
1 4 5
2
3
4
5

答案

您的代码中存在一些问题：

• 你隐藏了typedef背后的指针，这对你的代码的读者来说很困惑，并且经常导致编程错误。
• 您使用intptr_t打印%ld值，这是在intptr_t不是long的别名且具有不同大小的平台上的未定义行为，例如Windows 64位。此类型没有特定的printf格式，您应该将值重新设置为(long)(intptr_t)tree或(long long)(intptr_t)tree并使用%lld或其无符号版本或使用%p格式与(void *)tree。
• 您期望的结果不是作为文本生成的，而是某种形式的图形渲染，难以从代码中分析。首先生成文本输出将更容易调试。

以下是您的代码中的更多问题：

• 在main()，Tree root = uniteForest(root, forest, 6);将未定义的变量root传递给uniteForest。
• root中的参数Tree uniteForest(Tree root, Tree *forest, int n)从未使用过，它仅用于存储临时结果。您应该删除参数并简化代码： Tree uniteForest(Tree *forest, int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { if (forest[i]) uniteTries(forest[i], forest[i]->parent); } return forest[0]; }
• main只打印树的根，因此递归地显示forest[0]及其后代的值。您想要打印节点的值以及其直接子节点的值，然后递归每个子节点。

这是一个更正版本：

void printParentChildRec(Tree node) {
    if (node) {
        printf("%d ", node->value);
        for (Tree child = node->child; child; child = child->sibling) {
            printf("%d ", child->value);
        }
        printf("
");
        for (Tree child = node->child; child; child = child->sibling) {
            printParentChildRec(child);
        }
    }
}

输出：

0 1 2 3
1 4 5
4
5
2
3

另一答案

我认为你的联合树功能是这里的问题。我用我的调试器运行这段代码，这就是它从根目录看起来的样子

这是在unite trees方法之后输入到print函数的根：

你能告诉我你在这里想要达到的目标吗？也许我可以帮助你！