数据结构中二叉树各种题型详解及程序

实验5：二叉树的建立及遍历（第十三周星期三7、8节）一、实验目的1．学会实现二叉树结点结构和对二叉树的基本操作。

2．掌握对二叉树每种操作的具体实现，学会利用递归方法编写对二叉树这种递归数据结构进行处理的算法。

二、实验要求1．认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。

2．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。

3．整理并上交实验报告。

三、实验内容1．编写程序任意输入二叉树的结点个数和结点值，构造一棵二叉树，采用三种递归遍历算法(前序、中序、后序)对这棵二叉树进行遍历并计算出二叉树的高度。

2 .编写程序生成下面所示的二叉树，并采用中序遍历的非递归算法对此二叉树进行遍历。

四、思考与提高1．如何计算二叉链表存储的二叉树中度数为1的结点数？2．已知有—棵以二叉链表存储的二叉树，root指向根结点，p指向二叉树中任一结点，如何求从根结点到p所指结点之间的路径?/*----------------------------------------* 05-1_递归遍历二叉树.cpp -- 递归遍历二叉树的相关操作* 对递归遍历二叉树的每个基本操作都用单独的函数来实现* 水上飘2009年写----------------------------------------*/// ds05.cpp : Defines the entry point for the console application.//#include "stdafx.h"#include <iostream>typedef char ElemType;using namespace std;typedef struct BiTNode {ElemType data;//左右孩子指针BiTNode *lchild, *rchild;}BiTNode, *BiTree;//动态输入字符按先序创建二叉树void CreateBiTree(BiTree &T) {char ch;ch = cin.get();if(ch == ' ') {T = NULL;}else {if(ch == '\n') {cout << "输入未结束前不要输入回车，""要结束分支请输入空格！" << endl;}else {//生成根结点T = (BiTNode * )malloc(sizeof(BiTNode));if(!T)cout << "内存分配失败！" << endl;T->data = ch;//构造左子树CreateBiTree(T->lchild);//构造右子树CreateBiTree(T->rchild);}}}//输出e的值ElemType PrintElement(ElemType e) { cout << e << " ";return e;}//先序遍历void PreOrderTraverse(BiTree T) { if (T != NULL) {//打印结点的值PrintElement(T->data);//遍历左孩子PreOrderTraverse(T->lchild);//遍历右孩子PreOrderTraverse(T->rchild);}}//中序遍历void InOrderTraverse(BiTree T) {if (T != NULL) {//遍历左孩子InOrderTraverse(T->lchild);//打印结点的值PrintElement(T->data);//遍历右孩子InOrderTraverse(T->rchild);}}//后序遍历void PostOrderTraverse(BiTree T) { if (T != NULL) {//遍历左孩子PostOrderTraverse(T->lchild);//遍历右孩子PostOrderTraverse(T->rchild);//打印结点的值PrintElement(T->data);}}//按任一种遍历次序输出二叉树中的所有结点void TraverseBiTree(BiTree T, int mark) {if(mark == 1) {//先序遍历PreOrderTraverse(T);cout << endl;}else if(mark == 2) {//中序遍历InOrderTraverse(T);cout << endl;}else if(mark == 3) {//后序遍历PostOrderTraverse(T);cout << endl;}else cout << "选择遍历结束！" << endl;}//输入值并执行选择遍历函数void ChoiceMark(BiTree T) {int mark = 1;cout << "请输入，先序遍历为1，中序为2，后序为3，跳过此操作为0：";cin >> mark;if(mark > 0 && mark < 4) {TraverseBiTree(T, mark);ChoiceMark(T);}else cout << "此操作已跳过！" << endl;}//求二叉树的深度int BiTreeDepth(BiTNode *T) {if (T == NULL) {//对于空树，返回0并结束递归return 0;}else {//计算左子树的深度int dep1 = BiTreeDepth(T->lchild);//计算右子树的深度int dep2 = BiTreeDepth(T->rchild);//返回树的深度if(dep1 > dep2)return dep1 + 1;elsereturn dep2 + 1;}}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){BiTNode *bt;bt = NULL; //将树根指针置空cout << "输入规则：" << endl<< "要生成新结点，输入一个字符，""不要生成新结点的左孩子，输入一个空格，""左右孩子都不要，输入两个空格，""要结束，输入多个空格（越多越好）,再回车！"<< endl << "按先序输入：";CreateBiTree(bt);cout << "树的深度为：" << BiTreeDepth(bt) << endl;ChoiceMark(bt);return 0;}/*----------------------------------------* 05-2_构造二叉树.cpp -- 构造二叉树的相关操作* 对构造二叉树的每个基本操作都用单独的函数来实现* 水上飘2009年写----------------------------------------*/// ds05-2.cpp : Defines the entry point for the console application.//#include "stdafx.h"#include <iostream>#define STACK_INIT_SIZE 100 //栈的存储空间初始分配量#define STACKINCREMENT 10 //存储空间分配增量typedef char ElemType; //元素类型using namespace std;typedef struct BiTNode {ElemType data; //结点值BiTNode *lchild, *rchild; //左右孩子指针}BiTNode, *BiTree;typedef struct {BiTree *base; //在栈构造之前和销毁之后，base的值为空BiTree *top; //栈顶指针int stacksize; //当前已分配的存储空间，以元素为单位}SqStack;//构造一个空栈void InitStack(SqStack &s) {s.base = (BiTree *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(BiTree));if(!s.base)cout << "存储分配失败！" << endl;s.top = s.base;s.stacksize = STACK_INIT_SIZE;}//插入元素e为新的栈顶元素void Push(SqStack &s, BiTree e) {//栈满，追加存储空间if ((s.top - s.base) >= s.stacksize) {s.base = (BiTree *)malloc((STACK_INIT_SIZE+STACKINCREMENT) * sizeof(BiTree));if(!s.base)cout << "存储分配失败！" << endl;s.top = s.base + s.stacksize;s.stacksize += STACK_INIT_SIZE;}*s.top++ = e;}//若栈不空，则删除s的栈顶元素，并返回其值BiTree Pop(SqStack &s) {if(s.top == s.base)cout << "栈为空，无法删除栈顶元素！" << endl;s.top--;return *s.top;}//按先序输入字符创建二叉树void CreateBiTree(BiTree &T) {char ch;//接受输入的字符ch = cin.get();if(ch == ' ') {//分支结束T = NULL;} //if' 'endelse if(ch == '\n') {cout << "输入未结束前不要输入回车，""要结束分支请输入空格！（接着输入）" << endl;} //if'\n'endelse {//生成根结点T = (BiTNode * )malloc(sizeof(BiTree));if(!T)cout << "内存分配失败！" << endl;T->data = ch;//构造左子树CreateBiTree(T->lchild);//构造右子树CreateBiTree(T->rchild);} //Create end}//输出e的值，并返回ElemType PrintElement(ElemType e) {cout << e << " ";return e;}//中序遍历二叉树的非递归函数void InOrderTraverse(BiTree p, SqStack &S) {cout << "中序遍历结果：";while(S.top != S.base || p != NULL) {if(p != NULL) {Push(S,p);p = p->lchild;} //if NULL endelse {BiTree bi = Pop(S);if(!PrintElement(bi->data))cout << "输出其值未成功！" << endl;p = bi->rchild;} //else end} //while endcout << endl;}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){BiTNode *bt;SqStack S;InitStack(S);bt = NULL; //将树根指针置空cout << "老师要求的二叉树序列（‘空’表示空格）：""12空空346空空空5空空，再回车！"<< endl << "请按先序输入一个二叉树序列（可另输入，但要为先序），""无左右孩子则分别输入空格。

二叉树算法题
题目一：二叉树的深度
给定一个二叉树，找出其最大深度。

示例：
输入：
# 定义二叉树节点
class TreeNode:
def __init__(self, x):
self.val = x
self.left = None
self.right = None
# 创建二叉树
root = TreeNode(3)
root.left = TreeNode(9)
root.right = TreeNode(20)
root.right.left = TreeNode(15)
root.right.right = TreeNode(7)
输出：
4
解释：二叉树的深度为4，分别是 [3], [9, 20], [15, 7] 和 []。

提示：递归深度优先搜索 (DFS) 是一个有效的解决方案。

对于每个节点，我们可以递归地计算其左子树和右子树的深度，然后返回最大的深度。

为了避免重复计算，我们可以使用一个队列来存储已访问的节点。

在计算深度的过程中，我们需要跟踪当前的深度。

当我们到达一个节点的深度时，我们就可以从队列中删除它，因为我们不需要再次计算它。

为了避免进入无限循环，我们需要在算法中使用一个变量来记录访问过的节点数量，如果超过了树中的节点数量，我们可以提前返回结果。

一、基础知识题6.1设树T的度为4，其中度为1，2，3和4的结点个数分别为4，2，1，1，求树T中的叶子数。

【解答】设度为m的树中度为0,1,2,…,m的结点数分别为n0, n1, n2,…, nm，结点总数为n，分枝数为B，则下面二式成立n= n0+n1+n2+…+nm (1)n=B+1= n1+2n2 +…+mnm+1 (2)由(1)和(2)得叶子结点数n0=1+即： n0=1+(1-1)*4+(2-1)*2+(3-1)*1+(4-1)*1=86.2一棵完全二叉树上有1001个结点，求叶子结点的个数。

【解答】因为在任意二叉树中度为2 的结点数n2和叶子结点数n0有如下关系：n2=n0-1,所以设二叉树的结点数为n, 度为1的结点数为n1，则n= n0+ n1+ n2n=2n0+n1-11002=2n0+n1由于在完全二叉树中，度为1的结点数n1至多为1，叶子数n0是整数。

本题中度为1的结点数n1只能是0，故叶子结点的个数n0为501.注：解本题时要使用以上公式，不要先判断完全二叉树高10，前9层是满二叉树，第10层都是叶子，……。

虽然解法也对，但步骤多且复杂，极易出错。

6.3 一棵124个叶结点的完全二叉树，最多有多少个结点。

【解答】由公式n=2n0+n1-1,当n1为1时，结点数达到最多248个。

6.4．一棵完全二叉树有500个结点，请问该完全二叉树有多少个叶子结点？有多少个度为1的结点？有多少个度为2的结点？如果完全二叉树有501个结点，结果如何？请写出推导过程。

【解答】由公式n=2n0+n1-1，带入具体数得，500=2n0+n1-1，叶子数是整数，度为1的结点数只能为1，故叶子数为250，度为2的结点数是249。

若完全二叉树有501个结点，则叶子数251，度为2的结点数是250，度为1的结点数为0。

6.5 某二叉树有20个叶子结点，有30个结点仅有一个孩子，则该二叉树的总结点数是多少。

数据结构二叉树先序中序后序考研题目
摘要：
一、二叉树的基本概念和性质
二、二叉树的遍历方式
三、考研题目中关于二叉树的问题
正文：
一、二叉树的基本概念和性质
二叉树是一种非常重要的数据结构，在计算机科学中有着广泛的应用。

它由一个根节点和两个子节点组成，每个节点也可以有零个或多个子节点。

二叉树具有以下几个重要的性质：
1.每个节点最多只有两个子节点，即左子节点和右子节点。

2.所有节点的左子节点都比它小，所有节点的右子节点都比它大。

3.每个节点的左子树和右子树也是二叉树。

二、二叉树的遍历方式
二叉树的遍历方式有三种：先序遍历、中序遍历和后序遍历。

先序遍历：根节点- > 左子树- > 右子树
中序遍历：左子树- > 根节点- > 右子树
后序遍历：左子树- > 右子树- > 根节点
三、考研题目中关于二叉树的问题
在考研题目中，关于二叉树的问题通常涉及以下几个方面：
1.二叉树的遍历：要求根据二叉树的结构，写出其先序遍历、中序遍历或
后序遍历。

2.二叉树的应用：要求利用二叉树解决具体问题，例如求二叉树的高度、求两个二叉树的最近公共祖先等。

3.二叉树的结构：要求根据二叉树的遍历结果，画出其结构图或者判断其是否存在。

以上就是关于数据结构中二叉树的基本概念、遍历方式和在考研题目中的应用的介绍。

二叉树前中后序遍历做题技巧在计算机科学中，二叉树是一种重要的数据结构，而前序、中序和后序遍历则是二叉树遍历的三种主要方式。

下面将分别对这三种遍历方式进行解析，并提供一些解题技巧。

1.理解遍历顺序前序遍历顺序是：根节点->左子树->右子树中序遍历顺序是：左子树->根节点->右子树后序遍历顺序是：左子树->右子树->根节点理解每种遍历顺序是解题的基础。

2.使用递归或迭代二叉树的遍历可以通过递归或迭代实现。

在递归中，每个节点的处理函数会调用其左右子节点的处理函数。

在迭代中，可以使用栈来模拟递归过程。

3.辨析指针指向在递归或迭代中，需要正确处理指针的指向。

在递归中，通常使用全局变量或函数参数传递指针。

在迭代中，需要使用栈或其他数据结构保存指针。

4.学会断点续传在处理大规模数据时，为了避免内存溢出，可以采用断点续传的方式。

即在遍历过程中，将中间结果保存在文件中，下次遍历时从文件中读取上一次的结果，继续遍历。

5.识别循环和终止条件在遍历二叉树时，要识别是否存在循环，并确定终止条件。

循环可以通过深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）避免。

终止条件通常为达到叶子节点或达到某个深度限制。

6.考虑边界情况在处理二叉树遍历问题时，要考虑边界情况。

例如，对于空二叉树，需要进行特殊处理。

又如，在处理二叉搜索树时，需要考虑节点值的最小和最大边界。

7.优化空间使用在遍历二叉树时，需要优化空间使用。

例如，可以使用in-place排序来避免额外的空间开销。

此外，可以使用懒加载技术来延迟加载子节点，从而减少内存占用。

8.验证答案正确性最后，验证答案的正确性是至关重要的。

可以通过检查输出是否符合预期、是否满足题目的限制条件等方法来验证答案的正确性。

如果可能的话，也可以使用自动化测试工具进行验证。

以下是10道关于二叉树的归纳总结题目：
1. 二叉树是一种特殊的树形数据结构，每个节点最多有两个子节点，通常称为左子节点和右子节点。

请简述二叉树的定义和特点。

2. 二叉树的遍历是二叉树操作的重要部分，常见的二叉树遍历方式有哪些？请列举并简述它们的含义和操作过程。

3. 什么是二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历？请给出它们的递归实现方式。

4. 什么是二叉树的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）？请分别给出它们的实现方式。

5. 什么是二叉树的平衡？如何判断一棵二叉树是否平衡？请给出判断平衡二叉树的算法。

6. 如何通过迭代方法将一个满二叉树转换为二叉搜索树？请给出详细的算法步骤。

7. 给定一棵二叉搜索树的根节点，如何找到中序遍历的最后一个节点？请给出算法步骤。

8. 如何将一个有序数组转换为二叉搜索树？请给出详细的算法步骤。

9. 什么是二叉树的线索化？如何将一棵二叉树线索化？请给出算法步骤。

10. 在一个无向图中，给定一个节点，如何找到与其距离为k
的所有节点？请给出算法步骤。

以上题目涵盖了二叉树的基本概念、遍历、搜索、转换、线索化和图算法等知识点，可以帮助你更好地理解二叉树数据结构的性质和应用。

数据结构二叉树先序中序后序考研题目在考研所涉及的数据结构中，二叉树以及与之相关的先序、中序和后序遍历是一个重要的考察点。

通过对二叉树的各种遍历方式的理解和掌握，可以帮助考生更好地理解树这个数据结构，提高解题的效率和正确率。

本文将针对数据结构中关于二叉树先序、中序和后序遍历的考研题目进行深入探讨，并希望能为考生提供一些帮助和启发。

一、先序、中序和后序遍历的概念在开始具体讨论考研题目之前，我们先来回顾一下先序、中序和后序遍历的概念。

在二叉树中，所谓的先序、中序和后序遍历，是指对二叉树中的节点进行遍历的顺序方式。

1. 先序遍历：先访问根节点，然后依次递归地访问左子树和右子树。

在遍历过程中，对于任一节点，先访问该节点，然后再访问其左右子树。

2. 中序遍历：先递归地访问左子树，然后访问根节点，最后再递归地访问右子树。

在遍历过程中，对于任一节点，先访问其左子树，然后访问该节点，最后再访问其右子树。

3. 后序遍历：先递归地访问左子树，然后再递归地访问右子树，最后再访问根节点。

在遍历过程中，对于任一节点，先访问其左右子树，然后再访问该节点。

二、考研题目解析1. 题目一：给出一个二叉树的中序遍历和后序遍历序列，构建该二叉树。

这是一个典型的二叉树重建题目，考查对中序和后序遍历结果的理解和利用。

解题的关键在于根据后序遍历序列确定根节点，在中序遍历序列中找到对应的根节点位置，然后再将中序遍历序列分为左右两个子树部分，分别递归构建左右子树。

考生需要对二叉树遍历的特点有清晰的认识，以及对递归构建树结构有一定的掌握。

2. 题目二：给出一个二叉树的先序遍历和中序遍历序列，构建该二叉树。

这个题目与上一个题目相似，同样是考察对二叉树重建的理解和应用。

解题思路也类似，首先根据先序遍历的结果确定根节点，在中序遍历序列中找到对应的根节点位置，然后递归构建左右子树。

需要注意的是，先序遍历序列的第一个元素即为根节点，而中序遍历序列中根节点的左边是左子树，右边是右子树。

在Python中实现二叉树时，可能会遇到各种问题。

以下是一些常见的问题以及相应的解决方法：1. 定义节点类：问题：如何定义一个节点类，以便每个节点都有一个数据元素和一个指向左右子节点的引用？解决方法：python`class Node:def __init__(self, data):self.left = Noneself.right = Noneself.data = data`2. 插入节点：问题：如何插入新的节点到二叉树中？解决方法：python`def insert(root, data):if root is None:return Node(data)else:if data < root.data:root.left = insert(root.left, data)else:root.right = insert(root.right, data)return root`3. 遍历：问题：如何遍历二叉树？例如，前序遍历、中序遍历和后序遍历。

解决方法：对于前序遍历，可以使用递归或迭代。

中序遍历和后序遍历也可以使用类似的方法。

4. 查找：问题：如何在二叉树中查找一个特定的值？解决方法：可以通过递归或迭代进行搜索。

在每个节点处，如果当前节点的值与要查找的值匹配，则返回该节点。

否则，如果当前节点的左子节点不为空，则在左子树中查找；如果右子节点不为空，则在右子树中查找。

如果都没有找到，则返回None。

5. 删除节点：问题：如何从二叉树中删除一个节点？解决方法：这通常涉及到三种情况：要删除的节点是叶子节点、有一个子节点和一个没有子节点。

根据这些情况，需要处理不同的逻辑。

需要注意的是，删除节点后可能需要调整其他节点的引用。

6. 平衡：问题：如何确保二叉树在插入新节点时保持平衡，以防止过度倾斜？解决方法：可以使用平衡二叉搜索树（例如AVL树、红黑树等）或二叉堆来确保二叉树的平衡。

这些数据结构提供了更复杂的操作和更严格的平衡条件。

⼆叉树的⼏个经典例题⼆叉树遍历1题⽬描述编⼀个程序，读⼊⽤户输⼊的⼀串先序遍历字符串，根据此字符串建⽴⼀个⼆叉树（以指针⽅式存储）。

例如如下的先序遍历字符串： ABC##DE#G##F### 其中“#”表⽰的是空格，空格字符代表空树。

建⽴起此⼆叉树以后，再对⼆叉树进⾏中序遍历，输出遍历结果。

输⼊描述:输⼊包括1⾏字符串，长度不超过100。

输出描述:可能有多组测试数据，对于每组数据，输出将输⼊字符串建⽴⼆叉树后中序遍历的序列，每个字符后⾯都有⼀个空格。

每个输出结果占⼀⾏。

输⼊abc##de#g##f###输出c b e gd f a思路：递归建树。

每次都获取输⼊字符串的当前元素，根据题⽬要求（先序、中序、后序等+其他限制条件）建树。

再根据题⽬要求输出即可。

1 #include<bits/stdc++.h>2using namespace std;3struct node{4char data;5 node *lchild,*rchild;6 node(char c):data(c),lchild(NULL),rchild(NULL){}7 };8string s;9int loc;10 node* create(){11char c=s[loc++];//获取每⼀个字符串元素12if(c=='#') return NULL;13 node *t=new node(c);//创建新节点14 t->lchild=create();15 t->rchild=create();16return t;17 }18void inorder(node *t){//递归中序19if(t){20 inorder(t->lchild);21 cout<<t->data<<'';22 inorder(t->rchild);23 }24 }25int main(){26while(cin>>s){27 loc=0;28 node *t=create();//先序遍历建树29 inorder(t);//中序遍历并输出30 cout<<endl;31 }32return0;33 }⼆叉树遍历2题⽬描述⼆叉树的前序、中序、后序遍历的定义：前序遍历：对任⼀⼦树，先访问跟，然后遍历其左⼦树，最后遍历其右⼦树；中序遍历：对任⼀⼦树，先遍历其左⼦树，然后访问根，最后遍历其右⼦树；后序遍历：对任⼀⼦树，先遍历其左⼦树，然后遍历其右⼦树，最后访问根。

第 6 章树和二叉树1．选择题（ 1）把一棵树变换为二叉树后，这棵二叉树的形态是（）。

A．独一的Ｂ．有多种C．有多种，但根结点都没有左孩子Ｄ．有多种，但根结点都没有右孩子（ 2）由 3 个结点能够结构出多少种不一样的二叉树？（）A． 2 B ． 3 C ． 4 D． 5（ 3）一棵完整二叉树上有1001 个结点，此中叶子结点的个数是（）。

A． 250 B ． 500 C ． 254 D． 501（ 4）一个拥有 1025 个结点的二叉树的高h 为（）。

A． 11 B ． 10 C．11 至 1025 之间 D ．10 至 1024 之间（ 5）深度为 h 的满 m叉树的第 k 层有（）个结点。

(1=<k=<h)k-1B kCh-1 hA． m ． m-1 ． m D．m-1（ 6）利用二叉链表储存树，则根结点的右指针是（）。

A．指向最左孩子 B ．指向最右孩子 C ．空 D ．非空（ 7）对二叉树的结点从 1 开始进行连续编号，要求每个结点的编号大于其左、右孩子的编号，同一结点的左右孩子中，其左孩子的编号小于其右孩子的编号，可采纳（）遍历实现编号。

A．先序 B. 中序 C. 后序 D.从根开始按层次遍历（8）若二叉树采纳二叉链表储存结构，要互换其全部分支结点左、右子树的地点，利用（）遍历方法最适合。

A．前序B．中序C．后序D．按层次（9）在以下储存形式中，（）不是树的储存形式？A．双亲表示法 B ．孩子链表表示法 C ．孩子兄弟表示法D．次序储存表示法（ 10）一棵非空的二叉树的先序遍历序列与后序遍历序列正好相反，则该二叉树必定满足（）。

A．全部的结点均无左孩子B．全部的结点均无右孩子C．只有一个叶子结点D．是随意一棵二叉树（ 11）某二叉树的前序序列和后序序列正好相反，则该二叉树必定是（）的二叉树。

A．空或只有一个结点B．任一结点无左子树C．高度等于其结点数 D ．任一结点无右子树（ 12）若 X 是二叉中序线索树中一个有左孩子的结点，且 X 不为根，则 X 的前驱为（）。