树和二叉树实验任务书

西安交通大学实验报告课程数据结构（C语言描述）实验报告名称树与二叉树上机实验系别专业班级姓名学号一．实验目的掌握二叉树的建立方法；理解二叉树的结构和前序遍历、中序遍历、后序遍历及按层次遍历的方法；学会用二叉树解决问题。

二．实验内容（－）实验题目一：设树中结点的定义为：struct BTreeNode {ElemType data;struct BTreeNode* left;struct BTreeNode* right;};下面是根据二叉树的前序序列来建立二叉树的子程序：void CreatBiTree(struct BTreeNode** T){char ch;scanf("\n%c",&ch);if(ch=='#') *T=NULL; /* “#” 代表空子树*/else {(*T)=malloc(sizeof(struct BTreeNode));(*T)->data=ch;CreatBiTree(&((*T)->left));CreatBiTree(&((*T)->right));}}设输入该二叉树的前序序列为：ABC##DE#G##F##HI##J#K##（#代表空子树）请编程完成下列任务：⑴请根据此输入来建立该二叉树，并输出该二叉树的前序、中序和后序序列，⑵按层次遍历的方法来输出该二叉树按层次遍历的序列；⑶求该二叉树的高度；⑷交换该二叉树的左右子树,并输出交换后新的二叉树中序遍历的结果；1.要点分析理解并正确运用二叉树的结构和遍历方法。

前序序列：ABC##DE#G##F##HI##J#K## 表示的二叉树为：所以根据二叉树的结构可知：其前序序列为：ABCDEGFHIJK中序序列为：CBEGDFAIHJK后序序列为：CGEFDBIKJHA按层次遍历的结果为：ABHCDIJEFKG交换左右子树后中序遍历的结果为：KJHIAFDGEBC深度为5。

实验报告一：预习要求预习树和二叉树的存储结构、以递归为基本思想的相应遍历操作。

二：实验目的1、通过实验，掌握二叉树的建立与存储方法。

2、掌握二叉树的结构特性，以及各种存储结构的特点和适用范围。

3、掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。

4、理解huffman编解码的算法三：实验内容以括号表示法输入一棵二叉树，编写算法建立二叉树的二叉链表结构；编写先序、中序、后序、层次遍历二叉树的算法；编写算法计算二叉树的结点数，叶子结点数，以及二叉树的深度。

四:实验原理及试验方法ADT BinaryTree{数据对象：D：D是具有相同特征的数据元素的集合数据结构：R：若D= 空集，则R=空集，称BinaryTree为空二叉树；若D不等于空集，则R={H}，H是如下二元关系：（1）在D中存在唯一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱；（2）若D-{root}不等于空集，则存在D-{root}={D1,Dr},且D1∩Dr=空集；（3）若D1不等于空集，则D1中存在唯一的元素x1，<root,x1>∈H，且存在D1上的关系H1包含于H；若Dr≠空集，则Dr中存在唯一的元素xr,<root,xr>∈H，且存在Dr上的关系Hr包含于H；H={<root,x1>,<root,xr>,H1,Hr};（4） (D1,{H1})是一颗符合本定义的二叉树，称为根的左子树，（Dr,{Hr}）是一颗符合本定义的二叉树，称为根的右子树。

基本操作P：CreateBiTree(&T,definition);初始条件：definition给出二叉树的定义。

操作结果：按definition构造二叉树T。

PreOrderTraverse(T);初始条件：二叉树T存在。

操作结果：先序遍历T 。

InOrderTraverse(T);初始条件：二叉树T存在。

操作结果：中序遍历T。

PostOrderTraverse(T);初始条件：二叉树T存在。

《数据结构》实验报告题目: 树和二叉树一、用二叉树来表示代数表达式（一）需求分析输入一个正确的代数表达式, 包括数字和用字母表示的数, 运算符号+ - * / ^ =及括号。

系统根据输入的表达式建立二叉树, 按照先括号里面的后括号外面的, 先乘后除的原则, 每个节点里放一个数字或一个字母或一个操作符, 括号不放在节点里。

分别先序遍历, 中序遍历, 后序遍历此二叉树, 并输出表达式的前缀式, 中缀式和后缀式。

（二）系统设计1.本程序中用到的所有抽象数据类型的定义；typedef struct BiNode //二叉树的存储类型{char s[20];struct BiNode *lchild,*rchild;}BiTNode,*BiTree;2.主程序的流程以及各程序模块之间的层次调用关系, 函数的调用关系图:3. 列出各个功能模块的主要功能及输入输出参数void push(char cc)初始条件: 输入表达式中的某个符号操作结果: 将输入的字符存入buf数组中去BiTree Create_RTree()初始条件: 给出二叉树的定义表达式操作结果：构造二叉树的右子树, 即存储表达式等号右侧的字符组BiTree Create_RootTree()初始条件: 给出二叉树的定义表达式操作结果：构造存储输入表达式的二叉树, 其中左子树存储‘X’, 根节点存储‘：=’void PreOrderTraverse(BiTree T)初始条件: 二叉树T存在操作结果：先序遍历T, 对每个节点调用函数Visit一次且仅一次void InOrderTraverse(BiTree T)初始条件: 二叉树T存在操作结果：中序遍历T, 对每个节点调用函数Visit一次且仅一次void PostOrderTraverse(BiTree T)初始条件: 二叉树T存在操作结果：后序遍历T, 对每个节点调用函数Visit一次且仅一次int main()主函数, 调用各方法, 操作成功后返回0（三）调试分析调试过程中还是出现了一些拼写错误, 经检查后都能及时修正。

树和二叉树的实验报告树和二叉树的实验报告一、引言树和二叉树是计算机科学中常用的数据结构，它们在各种算法和应用中都有广泛的应用。

本实验旨在通过实际操作和观察，深入了解树和二叉树的特性和操作。

二、树的构建与遍历1. 树的概念和特性树是一种非线性的数据结构，由节点和边组成。

每个节点可以有零个或多个子节点，其中一个节点没有父节点的称为根节点。

树的特点包括层次结构、唯一根节点和无环等。

2. 树的构建在本实验中，我们使用Python语言构建了一棵树。

通过定义节点类和树类，我们可以方便地创建树的实例，并添加节点和连接节点之间的边。

3. 树的遍历树的遍历是指按照一定顺序访问树中的所有节点。

常见的遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历。

我们在实验中实现了这三种遍历方式，并观察了它们的输出结果。

三、二叉树的实现与应用1. 二叉树的概念和特性二叉树是一种特殊的树，每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。

二叉树的特点包括唯一根节点、每个节点最多有两个子节点和子节点的顺序等。

2. 二叉树的实现我们使用Python语言实现了二叉树的数据结构。

通过定义节点类和二叉树类，我们可以创建二叉树的实例，并实现插入节点、删除节点和查找节点等操作。

3. 二叉树的应用二叉树在实际应用中有很多用途。

例如，二叉搜索树可以用于实现快速查找和排序算法。

AVL树和红黑树等平衡二叉树可以用于高效地插入和删除操作。

我们在实验中实现了这些应用，并通过实际操作验证了它们的效果。

四、实验结果与讨论通过实验，我们成功构建了树和二叉树的数据结构，并实现了它们的基本操作。

通过观察和分析实验结果，我们发现树和二叉树在各种算法和应用中的重要性和灵活性。

树和二叉树的特性使得它们适用于解决各种问题，例如搜索、排序、图算法等。

同时，我们也发现了一些问题和挑战，例如树的平衡性和节点的插入和删除操作等。

这些问题需要进一步的研究和优化。

五、总结本实验通过实际操作和观察，深入了解了树和二叉树的特性和操作。

实验报告实验：树和二叉树一、实验目的：1.掌握二叉树的存储实现2.掌握二叉树的遍历思想3.掌握二叉树的常见算法的程序实现二、实验内容：1.编写函数,输入字符序列,建立二叉树的二叉链表。

2.编写函数,实现二叉树的中序递归遍历算法。

(最好也能实现前缀和后缀遍历算法)3.编写函数,实现二叉树的中序非递归遍历算法。

4.编写函数,借助队列实现二叉树的层次遍历算法。

5.编写函数,求二叉树的高度。

6.编写函数,求二叉树的结点个数。

7.编写函数,求二叉树的叶子个数。

8.编写函数,交换二叉树每个结点的左子树和右子树。

9.编写一个主函数,在主函数中设计一个简单的菜单,分别调试上述算法。

三、方法与步骤：详见源代码。

四、小结：1.注意并理解了递归算法的执行步骤，使得编写程序时比较顺利，而且得到同学的帮助，减少了发生错误的次数，才使得报告能够顺利完成。

2.注意字符类型数据在输入时的处理，使输入没有错误。

3.重点理解利用栈结构实现非递归算法。

五、实验结果：实验报告源代码：#include"stdio.h"#include"malloc.h"#include"math.h"#define maxsize 100typedef struct btnode{char data;struct btnode *lc,*rc;}bitree;bitree *creat_bitree(bitree *p){char a;scanf("%c",&a);if(a!='#'){ p=(bitree *)malloc(sizeof(bitree));p->data=a;p->lc=creat_bitree(p->lc);p->rc=creat_bitree(p->rc);}elsep=NULL;return p;}void print1_bitree1(bitree *p){if(p==NULL)return ;printf("%c",p->data);print1_bitree1(p->lc);print1_bitree1(p->rc);}void print1_bitree2(bitree *p){if(p==NULL)return ;print1_bitree2(p->lc);printf("%c",p->data);print1_bitree2(p->rc);}void print1_bitree3(bitree *p) {if(p==NULL)return ;print1_bitree3(p->lc);print1_bitree3(p->rc);printf("%c",p->data);}int print2_bitree(bitree *p){int top=-1;bitree *a[maxsize];if(p==NULL) return 0;while(p!=NULL||top!=-1){while(p!=NULL){a[++top]=p;p=p->lc;}if(top<0)return 0;else{p=a[top--];printf("%c",p->data);p=p->rc;}}return 1;}int print3_bitree(bitree *p){int front=-1,rear=0;bitree *b[maxsize];if(p==NULL)return 0;b[rear]=p;while(front!=rear){p=b[++front];printf("%c",p->data);if(p->lc!=NULL)b[++rear]=p->lc;if(p->rc!=NULL)b[++rear]=p->rc;}return 1;}int jiedian_bitree(bitree *p,int a){if(p==NULL)return a;a++;a=jiedian_bitree(p->lc,a);a=jiedian_bitree(p->rc,a);return a;}int yezi_bitree(bitree *p){if(p==NULL)return 0;if(p->lc==NULL&&p->rc==NULL)return 1;return (yezi_bitree(p->lc)+yezi_bitree(p->rc)); }int depth(bitree *p){if(!p)return 0;else{int m=depth(p->lc);int n=depth(p->rc);return (m>n?m:n)+1;}}void change(bitree *p){bitree *q;if(!p)return;else{q=p->lc;p->lc=p->rc;p->rc=q;change(p->lc);change(p->rc);}}int main(){int x=8,a=0,i,j=0;bitree *p;p=NULL;while(x==8){printf("建立二叉链树，请输入字符\n");if(j==1){getchar();j=0;}p=creat_bitree(p);x=0;while(x!=8){ printf("***************************************************** *************************\n");printf("1.递归遍历\t2.中序非递归遍历\t3.层次遍历\t\t4.二叉树高度\n5.结点个数\t6.叶子个数\t\t7.交换每个结点左右子树\t8.重建二叉链树\n9.退出\n");scanf("%d",&x);switch(x){case 1:printf("1.先序2.中序3.后序");printf("\n");scanf("%d",&x);if(x==1)print1_bitree1(p);if(x==2)print1_bitree2(p);if(x==3)print1_bitree3(p);break;case 2:print2_bitree(p);break;case 3:print3_bitree(p);break;case 4:i=depth(p);printf("%d",i);break;case 5:a=jiedian_bitree(p,a);printf("%d",a);break;case 6:i=yezi_bitree(p);printf("%d",i);break;case 7:change(p);break;case 8:j=1;break;}if(x==9)break;printf("\n\n");}}return 0;}。

实验一:二叉树的三种遍历方法的非递归实现要求:1各种遍历方法的实现方法(前序、中序、后序)2对应的测试函数,要求建立二叉树3.按照树旋转90度后打印显示二叉树4直接按照树的形状打印显示二叉树(层次遍历算法)实验二二叉排序树要求：1建立二叉排序树2建立好的二叉排序树进行中序遍历实验三Huffman编码的实现要求：1根据Huffman编码的原理,编写一个程序,由用户输入结点值和权值,输出它的Huffman编码.实验四建立一棵树要求1输入树的边建立对应的树，2输出从树根到所有的叶子结点的路径，3．同时分层输出树中所有的边作业1求二叉树中位于先序序列中第K个位置结点的值作业2计算二叉树中叶子结点的数目作业3二叉树中所有结点的左右子树进行交换作业4二叉树中结点元素值为x为根结点的子树的深度作业5二叉树中删除结点元素值为x为根结点的子树作业6利用顺序存储的完全二叉树建立二叉链表作业7求一棵以孩子兄弟链表表示的树的度作业8求一棵以孩子兄弟链表表示的树的叶子个个数作业9输出一棵以孩子兄弟链表表示的树中所有的边作业10按层次顺序（从左到右）遍历二叉树作业11逆转90度按层次顺序打印二叉树作业12一个堆中插入一个元素后调整为堆作业13判定给定的二叉树是否为二叉排序树以下定义保存在bittree.h#ifndef bitree#define bitreetypedef char TElemType;typedef struct BiTNode{TElemType data;struct BiTNode *lchild, *rchild;} BiTNode, *BiTree;#endif以下定义保存在sqstack.h#include <iostream.h>const STACK_INIT_SIZE=100;const STACKINCREMENT=10;#include "bittree.h"typedef BiTNode* SElemType;typedef struct{SElemType *elem;int top;int stacksize;int increment;}SqStack;//1.初始化栈void InitStack(SqStack &S , int maxsize=STACK_INIT_SIZE,int incresize=STACKINCREMENT){ S.elem=new SElemType[STACK_INIT_SIZE];S.top=-1;S.stacksize=maxsize;S. increment=incresize; }//让栈顶元素出栈bool Pop(SqStack &S,SElemType &e) {if(S.top==-1) return false;e=S.elem[S.top]; S.top--; return true; }//4。

实验5：树（二叉树）（采用二叉链表存储）一、实验项目名称二叉树及其应用二、实验目的熟悉二叉树的存储结构的特性以及二叉树的基本操作。

三、实验基本原理之前我们都是学习的线性结构，这次我们就开始学习非线性结构——树。

线性结构中结点间具有唯一前驱、唯一后继关系，而非线性结构中结点的前驱、后继的关系并不具有唯一性。

在树结构中，节点间关系是前驱唯一而后继不唯一，即结点之间是一对多的关系。

直观地看，树结构是具有分支关系的结构（其分叉、分层的特征类似于自然界中的树）。

四、主要仪器设备及耗材Window 11、Dev-C++5.11五、实验步骤1.导入库和预定义2.创建二叉树3.前序遍历4.中序遍历5.后序遍历6.总结点数7.叶子节点数8.树的深度9.树根到叶子的最长路径10.交换所有节点的左右子女11.顺序存储12.显示顺序存储13.测试函数和主函数对二叉树的每一个操作写测试函数，然后在主函数用while+switch-case的方式实现一个带菜单的简易测试程序，代码见“实验完整代码”。

实验完整代码：#include <bits/stdc++.h>using namespace std;#define MAX_TREE_SIZE 100typedef char ElemType;ElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE];struct BiTNode{ElemType data;BiTNode *l,*r;}*T;void createBiTree(BiTNode *&T){ElemType e;e = getchar();if(e == '\n')return;else if(e == ' ')T = NULL;else{if(!(T = (BiTNode *)malloc(sizeof (BiTNode)))){cout << "内存分配错误!" << endl;exit(0);}T->data = e;createBiTree(T->l);createBiTree(T->r);}}void createBiTree2(BiTNode *T,int u) {if(T){SqBiTree[u] = T->data;createBiTree2(T->l,2 * u + 1);createBiTree2(T->r,2 * u + 2); }}void outputBiTree2(int n){int cnt = 0;for(int i = 0;cnt <= n;i++){cout << SqBiTree[i];if(SqBiTree[i] != ' ')cnt ++;}cout << endl;}void preOrderTraverse(BiTNode *T) {if(T){cout << T->data;preOrderTraverse(T->l);preOrderTraverse(T->r);}}void inOrderTraverse(BiTNode *T) {if(T){inOrderTraverse(T->l);cout << T->data;inOrderTraverse(T->r);}}void beOrderTraverse(BiTNode *T){if(T){beOrderTraverse(T->l);beOrderTraverse(T->r);cout << T->data;}}int sumOfVer(BiTNode *T){if(!T)return 0;return sumOfVer(T->l) + sumOfVer(T->r) + 1;}int sumOfLeaf(BiTNode *T){if(!T)return 0;if(T->l == NULL && T->r == NULL)return 1;return sumOfLeaf(T->l) + sumOfLeaf(T->r);}int depth(BiTNode *T){if(!T)return 0;return max(depth(T->l),depth(T->r)) + 1;}bool LongestPath(int dist,int dist2,vector<ElemType> &ne,BiTNode *T) {if(!T)return false;if(dist2 == dist)return true;if(LongestPath(dist,dist2 + 1,ne,T->l)){ne.push_back(T->l->data);return true;}else if(LongestPath(dist,dist2 + 1,ne,T->r)){ne.push_back(T->r->data);return true;}return false;}void swapVer(BiTNode *&T){if(T){swapVer(T->l);swapVer(T->r);BiTNode *tmp = T->l;T->l = T->r;T->r = tmp;}}//以下是测试程序void test1(){getchar();cout << "请以先序次序输入二叉树结点的值，空结点用空格表示:" << endl; createBiTree(T);cout << "二叉树创建成功!" << endl;}void test2(){cout << "二叉树的前序遍历为:" << endl;preOrderTraverse(T);cout << endl;}void test3(){cout << "二叉树的中序遍历为:" << endl;inOrderTraverse(T);cout << endl;}void test4(){cout << "二叉树的后序遍历为:" << endl;beOrderTraverse(T);cout << endl;}void test5(){cout << "二叉树的总结点数为：" << sumOfVer(T) << endl;}void test6(){cout << "二叉树的叶子结点数为：" << sumOfLeaf(T) << endl; }void test7(){cout << "二叉树的深度为：" << depth(T) << endl;}void test8(){int dist = depth(T);vector<ElemType> ne;cout << "树根到叶子的最长路径:" << endl;LongestPath(dist,1,ne,T);ne.push_back(T->data);reverse(ne.begin(),ne.end());cout << ne[0];for(int i = 1;i < ne.size();i++)cout << "->" << ne[i];cout << endl;}void test9(){swapVer(T);cout << "操作成功!" << endl;}void test10(){memset(SqBiTree,' ',sizeof SqBiTree);createBiTree2(T,0);cout << "操作成功!" << endl;}void test11(){int n = sumOfVer(T);outputBiTree2(n);}int main(){int op = 0;while(op != 12){cout << "-----------------menu--------------------" << endl;cout << "--------------1：创建二叉树--------------" << endl;cout << "--------------2：前序遍历----------------" << endl;cout << "--------------3：中序遍历----------------" << endl;cout << "--------------4：后序遍历----------------" << endl;cout << "--------------5：总结点数----------------" << endl;cout << "--------------6：叶子节点数--------------" << endl;cout << "--------------7：树的深度----------------" << endl;cout << "--------------8：树根到叶子的最长路径----" << endl;cout << "--------------9：交换所有节点左右子女----" << endl;cout << "--------------10：顺序存储---------------" << endl;cout << "--------------11：显示顺序存储-----------" << endl;cout << "--------------12：退出测试程序-----------" << endl;cout << "请输入指令编号:" << endl;if(!(cin >> op)){cin.clear();cin.ignore(INT_MAX,'\n');cout << "请输入整数!" << endl;continue;}switch(op){case 1:test1();break;case 2:test2();break;case 3:test3();break;case 4:test4();break;case 5:test5();break;case 6:test6();break;case 7:test7();break;case 8:test8();break;case 9:test9();break;case 10:test10();break;case 11:test11();break;case 12:cout << "测试结束!" << endl;break;default:cout << "请输入正确的指令编号!" << endl;}}return 0;}六、实验数据及处理结果测试用例：1.创建二叉树（二叉链表形式）2.前序遍历3.中序遍历4.后序遍历5.总结点数6.叶子结点数7.树的深度8.树根到叶子的最长路径9.交换所有左右子女10.顺序存储七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议通过这次实验，我掌握了二叉树的顺序存储和链式存储，体会了二叉树的存储结构的特性，掌握了二叉树的树上相关操作。

实验六树与二叉树6.1实验目的：（1）掌握二叉树链表的结构和二叉树的建立过程；（2）掌握二叉树的基本操作，加深对二叉树的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。

6.2实验要求：（1）复习课本中有关树与二叉树的知识；（2）用C语言完成算法和程序设计并上机调试通过；（3）撰写实验报告，给出算法思路或流程图和具体实现（源程序）、算法分析结果（包括时间复杂度、空间复杂度以及算法优化设想）、输入数据及程序运行结果（必要时给出多种可能的输入数据和运行结果）。

6.3基础实验[实验1] 二叉树的构造实验内容与要求:按先序序列构造一棵二叉链表表示的二叉树T；分析:二叉树是每个结点至多只有两棵子树，并有左、右之分，顺序不能任意颠倒的一种非线性结构。

二叉树常用的存储结构是二叉链表形式，二叉链表由一个数据项data（用于存放结点的值）和两个指针项lchild、rchild（分别指向该结点的左、右子树）。

结点及结构如图6-1所示：//- - - - - - 二叉树的二叉链表存储表示模型- - - - - - -typedef struct BiTNode{TElemType data;Struct BiTNode * lchild, * rchild; //左右孩子指针}BiTNode, * BiTree;将此结构定义放在一个头文件BiTNode.h里，可避免在后面的参考程序中代码重复书写，另外在该头文件里给出二叉链表的初始化及常量的定义。

实现提示按先序序列建立一棵二叉树，先构造根结点，再构造根的左、右子树；每一棵子树又都是一颗二叉树，所以构造一棵子树的过程与构造整棵二叉树的过程完全相同，按照先序序列，先构造根，再构造左子树，然后构造右子树；采用递归形式直到叶子结点为止。

以下是算法描述：Status CreateBiTree(BiTree &T)//按先序次序输入二叉树中结点的值（一个字符），＃字符表示空树，//构造二叉链表表示的二叉树T。