数据结构课程设计-线索二叉树的应用
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内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目:数据结构课程设计——二叉树的遍历和应用学生姓名:学号:专业:班级:指导教师:2013年5月29日内蒙古科技大学课程设计说明书内蒙古科技大学课程设计任务书I内蒙古科技大学课程设计说明书目录内蒙古科技大学课程设计任务书..............................................................错误!未定义书签。
目录 (II)第一章需求分析 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2任务概述 (3)1.3课程设计内容 (3)第二章概要设计 (5)2.1设计思想 (5)2.2二叉树的遍历 (5)2.3运行界面设计 (6)第三章详细设计 (7)3.1二叉树的生成 (7)3.2二叉树的先序遍历 (7)3.3 二叉树的中序遍历 (8)3.4二叉树的后续遍历 (8)3.5主程序的设计 (8)第四章测试分析 (11)4.1二叉树的建立 (11)4.2二叉树的先序、中序、后序遍历 (11)第五章课程设计总结 (12)附录:程序代码 (13)致谢 ···········································································································错误!未定义书签。
一 、实验目的和要求(1)掌握树的相关概念,包括树、节点的度、树的度、分支节点、叶子节点、孩子节点、双亲节 点、树的深度、森林等定义。
(2)掌握树的表示,包括树形表示法、文氏图表示法、凹入表示法和括号表示法等。
(3)掌握二叉树的概念,包括二叉树、满二叉树和完全二叉树的定义。
(4)掌握二叉树的性质。
(5)重点掌握二叉树的存储结构,包括二叉树顺序存储结构和链式存储结构。
(6)重点掌握二叉树的基本运算和各种遍历算法的实现。
(7)掌握线索二叉树的概念和相关算法的实现。
(8)掌握哈夫曼树的定义、哈夫曼树的构造过程和哈夫曼编码的产生方法。
(9)掌握并查集的相关概念和算法。
(10)灵活运用二叉树这种数据结构解决一些综合应用问题。
二、实验内容注:二叉树b 为如图7-123所示的一棵二叉树图7-123+实验7.1 编写一个程序algo7-1.cpp,实现二叉树的各种运算,并在此基础上设计一个程序exp7-1.cpp 完成如下功能:(1)输出二叉树b ;(2)输出H 节点的左、右孩子节点值; (3)输出二叉树b 的深度; (4)输出二叉树b 的宽度; (5)输出二叉树b 的节点个数;(6)输出二叉树b 的叶子节点个数。
实验7.2设计一个程序exp7-2.cpp,实现二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历和非递归算法, 以及层次变量里的算法。
并对图7-123所示的二叉树b 给出求解结果。
b+ACF GIKL+NM+E+HdJD₄B臣1607-1.CPPif(b?-HULL)re3P4+;Qu[rear]-p-b;Qu[rear].1no=1;while(reart=front){Front++;b=Qu[front]-P;lnum-Qu[front].1no;if(b->Ichildt=NULL)rpar+t;Qu[rear]-p=b->1child;Qu[rear].Ino-lnun+1;if(D->rch11d?=NULL)1/根结点指针入队//根结点的层次编号为1 1/队列不为空1/队头出队1/左孩子入队1/右孩子入队redr+t;qu[rear]-p=b->rchild;Qu[rear].1no-lnun*1;}}nax-0;lnun-1;i-1;uhile(i<=rear){n=0;whdle(i<=rear ge Qu[1].1no==1num)n+t;it+;Inun-Qu[i].1n0;if(n>max)nax=n;}return max;田1607-1.CPPreturn max;}elsereturn o;口×int Modes(BTNode *D) //求二叉树D的结点个数int nun1,nun2;if(b==NULL)returng,else if(b->ichild==NULL&D->rchild==NULL)return 1;else{num1-Hodes(b->Ichild);num2=Nodes(b->rchild);return(num1+nun2+1);LeafNodes(BINode *D) //求二叉树p的叶子结点个数int num1,num2;1f(D==NULL)return 0;else if(b->1chi1d==NULLc& b->rch11d==NULL)return 1;else{num1-LeafModes(b->lchild);num2=LeafNodes(b->rchild);return(nun1+nun2);int程序执行结果如下:xCProrn FlslirosfViu l SudiollyPrjecslro7 LJebuglFoj7 ex<1)输出二叉树:A<B<D,E<H<J,K<L,M<,N>>>>),C<F,G<,I>>)<2)'H’结点:左孩子为J石孩子为K(3)二叉树b的深度:7<4)二叉树b的宽度:4(5)二叉树b的结点个数:14(6)二叉树b的叶子结点个数:6<?>释放二叉树bPress any key to continue实验7 . 2程序exp7-2.cpp设计如下:坠eTPT-2.EPP#include<stdio.h》winclude<malloc.h>deFn Masie 00typde chr ElemTyetypede sruct nde{ElemType data;stuc node *lclldstruct node rchild;》BTHode;extern vod reaeBNodeBTNode extrn void DispBTHode(BTNodeuoid ProrderBTNode *b)if(b?-NULL)- 回1 / 数据元素1 / 指向左孩子1 / 指向右孩子*eb car *str)xb1 / 先序遍历的递归算法1 / 访问根结点/ / 递归访问左子树1 7 递归访问右子树/ / 根结点入栈//栈不为空时循环/ / 退栈并访问该结点/ / 右孩子入栈{》v oidprintf(*c“,b->data); Preorder(b->lchild); Pre0rder(b->rchild);Preorder1(BTNode *b)BTNode xSt[Maxsize],*p;int top=-1;if(b!-HULL)top++;St[top]-b;uhle (op>-)p-St[top];top--;printf("%c“,p->data);if(p->rchild?-HULL)A约e程p7-2.CPPprintF(”后序逅历序列:\n");printf(" 递归算法=");Postorder(b);printf("\n");printf(“非递归算法:“);Postorder1(b);printf("\n");序执行结果如下:xCAPrograFleicsoftVisal SudlyrjecsProj 2Debuzlroj72ex"二叉树b:A(B(D,ECH<J,K(L,M<,N)>))),C(F,GC.I>))层次遍历序列:A B C D E F G H I J K L M N先序遍历序列:递归算法:A B D E H J K L M N C F G I非归算法:A B D E H J K L M N C F G I中序遍历序列:递归算法: D B J H L K M N E A F C G I非递归算法:D B J H L K M N E A F C G I后序遍历序列:递归算法: D J L N M K H E B F I G C A非递归算法:D J L N H K H E B F I G C APress any key to continue臼p7-3.CPP15Pp a t h[p a t h l e n]-b->d a t a;//将当前结点放入路径中p a t h l e n t+;/7路任长度培1Al1Path1(b->ichild,patn,pathlen);1/递归扫描左子树Al1Path1(b->rchild,path,pathlen); //递归扫描右子树pathlen-- ; //恢复环境uoid Longpath(BTNode *b,Elemtype path[1,int pathlen,Elemtype longpath[],int elongpatnien) int i;1f(b==NULL){if(pathlen>longpatnlen) //若当前路径更长,将路径保存在1ongpatn中for(i-pathlen-1;i>-8;i--)longpath[i]=path[1];longpathlen-pathlen;elsepath[pathlen]=b->data; pathlen4; //将当前结点放入路径中//路径长度增1iongPath(b->lchild,path₇pathlen,langpath,longpathien);//递归扫描左子树LongPath(b->rchiid,path,pathien,longpath,longpathien);//递归扫描石子树pathlen--; /7饮其环境oid DispLeaf(BTNode xb)- 口凶uoid DispLeaf(BTNode xb)iE(D!=NULL){ if(b->1child--HULL B& b->rchild--HULL)printf("3c“,b->data);elsepispLeaf(b->ichild);DispLeaf(b->rchild);oid nain()8TNodexb;ElenType patn[Maxsize],longpath[Maxsize];int i.longpathien-U;CreateBTNode(b,"A(B(D,E(H(J,K(L,H(,N))))),C(F,G(,I)))");printf("\n二灾树b:");DispBTNode(b);printf("\n\n*);printf(”b的叶子结点:");DispLeaf(b);printf("\n\n");printf("A11Path:");A11Path(b);printf("m");printf("AiiPath1:n");AliPath1(b.path.);printf("");LongPath(b,path,8,longpath,longpathlen);printf(”第一条量长路径长度=d\n”,longpathlen);printf(”"第一茶最长路径:");for(i=longpathlen;i>=0;i--)printf("c",longpatn[1]);printf("\n\n");。
数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 数据结构与算法课程设计课程代码:题目: 线索二叉树的应用年级/专业/班: 2010级软件1班学生姓名:学号: 1127开始时间:2011 年12 月9 日完成时间:2011 年12 月23 日课程设计成绩:1指导教师签名:年月日摘要首先是对需求分析的简要阐述,说明系统要完成的任务和相应的分析,并给出测试数据。
其次是概要设计,说明所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次关系,以及ADT描述。
然后是详细设计,描述实现概要设计中定义的基本功操作和所有数据类型,以及函数的功能及代码实现。
再次是对系统的调试分析说明,以及遇到的问题和解决问题的方法。
然后是用户使用说明书的阐述,然后是测试的数据和结果的分析,最后是对本次课程设计的结论。
关键词:线索化;先序遍历;中序遍历;后续遍历线索二叉树的运用引言数据结构是计算机专业重要的专业基础课程与核心课程之一,在计算机领域应用广泛,计算机离不开数据结构。
数据结构课程设计为了能使我们掌握所学习的知识并有应用到实际的设计中的能力,对于掌握这门课程的学习方法有极大的意义。
本课程设计的题目为“线索二叉树的应用”,完成将二叉树转化成线索二叉树,采用前序、中序或后序线索二叉树的操作。
本课程设计采用的编程环境为Microsoft Visual Stdio 2008。
目录1需求分析 (3)2开发及运行平台 (4)3 概要设计 (5)4 详细设计 (7)5 调试分析 (12)6 测试结果 (13)7 结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)1、需求分析为了能更熟练精准的掌握二叉树的各种算法和操作,同时也为了开拓视野,综合运用所学的知识。
为此,需要将二叉树转化成线索二叉树,采用前序、中序或后序线索二叉树,以实现线索树建立、插入、删除、恢复线索等。
1.1任务与分析中次系统要实现对二叉树的建立,以及线索化该二叉树,同时实现对其先序、中序、后序线索话的并输出结果。
二叉树用途二叉树是一种常用的数据结构,由节点和连接节点的边组成,其中每个节点最多有两个子节点,被称为左子节点和右子节点。
二叉树具有以下特点:1. 有层次结构:节点按照层次排列,每层从左到右。
2. 可以拥有零个、一个或两个子节点。
3. 二叉树的子树也是二叉树。
4. 深度为d的二叉树最多含有2^d-1个节点,其中d为二叉树的深度。
二叉树的用途非常广泛,下面将详细讨论几个主要的应用场景。
1. 搜索、排序和查找:二叉树可以用于快速搜索、排序和查找数据。
二叉搜索树是一种常用的二叉树类型,其中每个节点的值大于左子树的所有节点的值,小于右子树的所有节点的值。
通过二分查找算法,在二叉搜索树中可以快速定位目标值。
2. 堆:二叉堆是一种用于实现优先队列的数据结构。
它具有以下特点:任意节点的关键字值都小于(或大于)或等于其子节点的关键字值,根节点的关键字值最小(或最大);并且堆是一颗完全二叉树。
二叉堆的插入和删除操作的时间复杂度为O(log n),适用于一些需要高效的优先级操作的场景,例如任务调度。
3. 表达式树:二叉树可以用于存储和计算数学表达式。
表达式树是一种二叉树,其叶节点是操作数,内部节点是操作符。
通过遍历表达式树,我们可以通过递归的方式计算整个表达式的值。
4. 文件系统:二叉树可以用于组织和管理文件系统中的文件和文件夹。
每个节点代表一个文件或文件夹,左子节点代表文件夹下的子文件夹,右子节点代表同一层级下的其他文件或文件夹。
通过遍历二叉树,可以实现文件的查找、创建、删除等操作。
5. 数据压缩:哈夫曼树是一种常用的数据压缩算法,通过构建二叉树来实现。
在哈夫曼树中,出现频率较高的字符对应的节点位于树的较低层,而出现频率较低的字符对应的节点位于树的较高层。
通过对字符进行编码,并使用相对较短的编码表示高频字符,可以实现对数据的高效压缩和解压缩。
6. 平衡树:平衡树是一种特殊类型的二叉树,其左子树和右子树的高度差不超过1。
实验报告课程:数据结构课程设计设计题目:二叉树遍历及应用学号:班级:软件11k1姓名: 南方小羊指导教师:刘军二叉树的遍历1、问题描述利用先序遍历建立一棵二叉树,并分别用前序、中序、后序遍历该二叉树2、节点形式Lchild data Rchild3、说明(1)输入数据:1,2,3,0,0,4,0,0,5,0,0其中“0”表示空子树。
(2)输出数据:先序:1,2,3,4,5中序:3,2,4,1,5后序:3,4,2,5,1二叉树的应用1、问题描述运用二叉树的遍历的算法,编写算法分别实现如下功能。
(1)求出二叉树中的结点的总数。
(2)求出二叉树中的叶子数目。
(3)求出二叉树的深度。
运用上题所建立的二叉树,求出其结点总数、叶子数目、深度,最后释放所有结点。
二叉树结点结构中包数据域(data),指针域(*lchild,*rchild)。
结点结构的代码如下:typedef struct tree{int data;struct tree *lchild,*rchild;}*bitree;本实例使用的是二叉树,首先建立头结点,并且保存数据,然后根据递归方法,分别建立其左右孩子结点,且左右孩子结点的指针域指向空。
先序递归遍历时,输出第一个根结点数据,然后分别遍历左子树再遍历右子树,中序遍历,先访问根结点的左子树输出数据,再输出根结点的数据,再访问右子树,后序遍历先访问根结点的右子树,再访问根结点,再访问左子树输出。
统计二叉树叶子的个数可以看成一个遍历问题,访问一个结点,判断该结点是否为叶子,如果是将叶子树加1,可以采用任何遍历实现,求二叉树的深度是假设根结点为第一层的结点,所有K层结点的左右孩子在K+1层,所以可以通过先序遍历计算二叉树中每个结点的层数,其中最大的就是二叉树的深度。
四、实验心得:树结构是数据结构课程的典型内容,而且综合使用了多种逻辑结构,具有代表性,可以锻炼个人编程能力。
在刚开始选题后,我感觉无从下手,一是因为没有实践经验,二是因为对数据结构课程的内容没有把握到位,然后在参考一些专业书籍并且学习了之前其他人的课程设计,才逐渐可以上手去自己做。
《数据结构》课程设计一、课程目标《数据结构》课程旨在帮助学生掌握计算机科学中基础的数据组织、管理和处理方法,培养其运用数据结构解决实际问题的能力。
课程目标如下:1. 知识目标:(1)理解基本数据结构的概念、原理和应用,如线性表、栈、队列、树、图等;(2)掌握常见算法的设计和分析方法,如排序、查找、递归、贪心、分治等;(3)了解数据结构在实际应用中的使用,如操作系统、数据库、编译器等。
2. 技能目标:(1)能够运用所学数据结构解决实际问题,具备良好的编程实践能力;(2)掌握算法分析方法,能够评价算法优劣,进行算法优化;(3)能够运用数据结构进行问题建模,提高问题解决效率。
3. 情感态度价值观目标:(1)激发学生对计算机科学的兴趣,培养其探索精神和创新意识;(2)培养学生团队合作意识,学会与他人共同解决问题;(3)增强学生的责任感和使命感,使其认识到数据结构在信息技术发展中的重要性。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
课程注重理论与实践相结合,旨在提高学生的知识水平、技能素养和情感态度价值观。
二、教学内容《数据结构》教学内容依据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
主要包括以下部分:1. 线性表:- 线性表的定义、特点和基本操作;- 顺序存储结构、链式存储结构及其应用;- 线性表的相关算法,如插入、删除、查找等。
2. 栈和队列:- 栈和队列的定义、特点及基本操作;- 栈和队列的存储结构及其应用;- 栈和队列相关算法,如进制转换、括号匹配等。
3. 树和二叉树:- 树的定义、基本术语和性质;- 二叉树的定义、性质、存储结构及遍历算法;- 线索二叉树、哈夫曼树及其应用。
4. 图:- 图的定义、基本术语和存储结构;- 图的遍历算法,如深度优先搜索、广度优先搜索;- 最短路径、最小生成树等算法。
5. 排序和查找:- 常见排序算法,如冒泡、选择、插入、快速等;- 常见查找算法,如顺序、二分、哈希等。
数据结构实验报告—二叉树数据结构实验报告—二叉树引言二叉树是一种常用的数据结构,它由节点和边构成,每个节点最多有两个子节点。
在本次实验中,我们将对二叉树的基本结构和基本操作进行实现和测试,并深入了解它的特性和应用。
实验目的1. 掌握二叉树的基本概念和特性2. 熟练掌握二叉树的基本操作,包括创建、遍历和查找等3. 了解二叉树在实际应用中的使用场景实验内容1. 二叉树的定义和存储结构:我们将首先学习二叉树的定义,并实现二叉树的存储结构,包括节点的定义和节点指针的表示方法。
2. 二叉树的创建和初始化:我们将实现二叉树的创建和初始化操作,以便后续操作和测试使用。
3. 二叉树的遍历:我们将实现二叉树的前序、中序和后序遍历算法,并测试其正确性和效率。
4. 二叉树的查找:我们将实现二叉树的查找操作,包括查找节点和查找最大值、最小值等。
5. 二叉树的应用:我们将探讨二叉树在实际应用中的使用场景,如哈夫曼编码、二叉搜索树等。
二叉树的定义和存储结构二叉树是一种特殊的树形结构,它的每个节点最多有两个子节点。
节点被表示为一个由数据和指向其左右子节点的指针组成的结构。
二叉树可以分为三类:满二叉树、完全二叉树和非完全二叉树。
二叉树可以用链式存储结构或顺序存储结构表示。
- 链式存储结构:采用节点定义和指针表示法,通过将节点起来形成一个树状结构来表示二叉树。
- 顺序存储结构:采用数组存储节点信息,通过计算节点在数组中的位置来进行访问和操作。
二叉树的创建和初始化二叉树的创建和初始化是二叉树操作中的基础部分。
我们可以通过手动输入或读取外部文件中的数据来创建二叉树。
对于链式存储结构,我们需要自定义节点和指针,并通过节点的方式来构建二叉树。
对于顺序存储结构,我们需要定义数组和索引,通过索引计算来定位节点的位置。
一般来说,初始化一个二叉树可以使用以下步骤:1. 创建树根节点,并赋初值。
2. 创建子节点,并到父节点。
3. 重复步骤2,直到创建完整个二叉树。
数据结构详细教案——树与二叉树一、教学目标1.了解树和二叉树的基本概念和特点;2.掌握树和二叉树的基本操作;3.能够通过递归遍历树和二叉树。
二、教学重难点1.树和二叉树的基本概念和特点;2.递归遍历树和二叉树。
三、教学内容1.树的概念和特点1.1树的定义树是n(n>=0)个节点的有限集。
当n=0时,称为空树;如果不为空树,则1. 树有且仅有一个特殊节点被称为根(Root);2.其余节点可分为m(m>0)个互不相交的有限集T1,T2,...,Tm,其中每个集合又是一棵树。
1.2节点间的关系- 父节点(parent)是当前节点的直接上级节点;- 子节点(child)是当前节点的直接下级节点;- 兄弟节点(sibling)是具有同一父节点的节点;- 祖先节点(ancestor)是通过从当前节点到根的任意路径可以到达的节点;- 子孙节点(descendant)是通过从该节点到子树的任意节点可以到达的节点。
1.3树的特点-树是一个有层次的结构,可以看作是一个鱼骨图;-树中的每个节点都可以有多个子节点,但只有一个父节点;-树中的节点之间是唯一的,不存在重复节点;-树中的任意两个节点之间都有且仅有一条路径连接。
2.二叉树的概念和特点2.1二叉树的定义二叉树是一种特殊的树结构,它的每个节点最多只能有两个子节点,分别称为左子节点和右子节点。
2.2二叉树的特点-二叉树的度最大为2,即每个节点最多有两个子节点;-二叉树的第i层最多有2^(i-1)个节点;-对于任意一颗二叉树,如果其叶子节点数为n0,度为2的节点数为n2,则有n0=n2+1;-完全二叉树是一种特殊的二叉树,除了最后一层的叶子节点外,每一层的节点都是满的。
四、教学过程1.讲解树和二叉树的基本概念和特点,引导学生理解树和二叉树的定义和节点间的关系。
2.分析树和二叉树的基本操作,并通过实例演示操作过程,让学生掌握操作的步骤和方法。
3.运用递归算法遍历树和二叉树的过程,详细讲解前序遍历、中序遍历和后序遍历的定义和实现方法。
数据结构课程设计报告(2010 / 2011 学年第二学期)题目:线索二叉树的应用专业班级: 09计算机(2)班学生姓名:学号:指导教师:设计周数:19、20周设计成绩:2011 年7 月 4 日一、需求分析:1、题目:线索二叉树的应用2、目的和任务:《数据结构》课程设计是计算机科学与技术专业集中实践性环节之一,是学习完《数据结构》课程后进行的一次全面的综合练习。
其目的就是要达到理论与实际应用相结合,使学生能够根据数据对象的特性,学会数据组织的方法,能把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来,并培养良好的程序设计技能。
其任务为:要求:实现线索树建立、插入、删除、恢复线索的实现。
3、数据输入输出:原始数据要求输入二叉树的7个结点:1234567,输出的是一个二叉树,这就实现了二叉树的建立过程。
然后对二叉树进行线索化。
对其进行插入:在7结点处插入结点8;删除:删除结点8;恢复线索等功能。
进行二叉树的初始化,依次输入,以*结束:1234567*线索二叉树的应用****************************1、进行二叉树线索化2、进行插入操作3、删除4、中序输出5、线索输出0、退出请选择:1已经实现二叉树的线索化,可选择5查看线索4、设计算法测试用例:(1)输入结点:1234567;(2)对输入的二叉树进行线索化;(3)查看二叉树的中序线索输出:4->2->5->1->6->3->7;(4)在7结点处插入结点8,此时完成线索化恢复,查看二叉树的中序线索输出:4->2->5->1->6->3->8->7;(5)删除结点8,此时完成线索化恢复,发现结点8,ltag=1,rtag=1,查看二叉树的中序线索输出:4->2->5->1->6->3->7;(6)继续删除结点r,发现无该结点,则输入错误。
二、数据结构的选择和概要设计1、数据结构二叉树是由n(n>=0)个结点组成的有限集合,其中:(1)当n=0时,为空二叉树。
(2)当n>0时,有且仅有一个特定的结点,称为二叉树的根,不相交的子集,其中每一个子集本身又是一棵二叉树,分别称为左子树和右子树。
线索化是将二叉树转换成线索二叉树的过程。
按某种遍历将二叉树线索化,只需在遍历过程中将二叉树中每个结点的空的左右孩子指针域分别修改为指向其前驱和后继结点。
(1)线索二叉树的结点的结构如下:约定:Ltag=0 //表示lchild域指示该结点的左孩子Ltag=1 //表示lchild域指示该结点的前驱Rtag=0 //表示rchild域指示该结点的右孩子Rtag=1 //表示rchild域指示该结点的后继(2)线索链表中结点类型说明:Typedef char datatype;Typedef struct node{Int ltag,rtag;Datatype data;Struct node *lchild,*rchild;}bithptr;(3)线索化算法:结点*pre 是结点*p的前驱,而*p是*pre的后继。
这样,当遍历到结点*p时,可以进行以下三步操作:1)若*p有空指针域,则将相应的标志置1.2)若*p的左线索标志已经建立(p->ltag=1),则可使其前驱线索化,令p->lchild=pre.3)若*pre的右线索标志已经建立(pre->rtag=1),则可使其后继线索化,令pre->rchild=p. 如此,二叉树的线索化可以在二叉树的遍历过程完成,该算法应为相应顺序的遍历算法的一种变化形式。
(4)二叉链表的建立:其算法描述如下:Bitree *crt_bt_pre(bitree *bt){Char ch;Ch=getchar( );If(ch==‘#’)Bt=null;Else{Bt=(bitree *)malloc(sizeof(bitree));Bt->data=c;Bt->lchild=crt_bt_pre(bt->lchild);Bt->rchild=crt_bt_pre(bt->rchild);}Return(bt);}2、设计思想建立二叉树(即指在内存中建立二叉树的存储结构),建立一个二叉链表,需按某种顺序一次输入二叉树中的结点,且输入顺序必须隐含结点间的逻辑结构信息。
对于一般的二叉树,需添加虚结点,使其成为完全二叉树。
关键在于如何将新结点作为左孩子和右孩子连接到它的父结点上。
可以设置一个队列,该队列是一个指针类型的数组,保存已输入的结点地址。
操作:(1)令队头指针front指向其孩子结点当前输入的建立链接的父结点,队尾指针rear指向当前输入的结点,初始:front=1,rear=0;(2)若rear为偶数,则该结点为父结点的左孩子;若rear为奇数,则该结点的右孩子;若父结点和孩子结点为虚结点,则无需链接。
(3)若父结点与其两个孩子结点的链接完毕,则令front=front+1,使front指向下一个等待链接的父结点。
二叉树的中序线索化算法与中序遍历算法类似。
只需要将遍历算法中访问结点的操作具体化为建立正在访问的结点与其非空中序前趋结点间线索。
该算法应附设一个指针pre始终指向刚刚访问过的结点(pre的初值应为NULL),而指针p指示当前正在访问的结点。
结点*pre是结点*p的前趋,而*p是*pre的后继。
结点插入算法:由线索二叉树的定义易知插入的节点定是个叶子节点,需注意线索的修改,可分为两种情况:1):插入的节点t是右儿子,t的中序后继是其父亲的中序后继,中序前驱是其父亲。
2):插入的节点t是左儿子,t的中序前驱是其父亲的中序前驱,中序后继是其父亲。
结点删除算法:删除的情况与搜索二叉树的删除的类似1):删除的节点p是叶子节点,直接删除,修改其父亲的线索。
2):删除的节点p有一个儿子,p有一个左儿子,以p为根的左子树中的具有最大值节点的t中序后继是p的中序后继,中序前驱不变;p有一个右儿子,以p为根的右子中的具有最小值节点t中序前驱是p的中序前驱,中序后继不变。
3):删除的节点p有二个儿子,转化为叶子节点或只有一个儿子节点的删除。
3、流程图三、详细设计和编码1、主函数void main(){Bithptr *T;int i;//system("color 1a");T=CreatTree();printf("\n");i=1;while(i){printf("\t1 进行二叉树线索化\n");printf("\t2 进行插入操作\n");printf("\t3 进入删除操作\n");printf("\t4 中序输出\n");printf("\t5 线索输出\n");printf("\t0 退出\n");printf("\t 请选择:");scanf("%d",&i);printf("\n");switch(i){case 1:PreThread(T);printf("\t已经实现二叉树的线索化\n"); printf("\n");break;case 2:Insert(T);printf("\n");break;case 3:T=DeleteNode(T);printf("\n");break; case 4:Inorder(T);printf("\n");break;case 5:PrintIndex(T);break;case 0:exit(1);default:printf("error\n\t请继续选择:");}}}2、中序线索化算法:void PreThread(Bithptr *root) //中序线索化算法,函数实现{Bithptr *p;p=root;if(p){PreThread(p->lchild);//线索化左子树if(pre&&pre->rtag==1)pre->rchild=p; //前驱结点后继线索化if(p->lchild==NULL){p->ltag=1;p->lchild=pre;}if(p->rchild==NULL) //后继结点前驱线索化p->rtag=1;pre=p;PreThread(p->rchild);}}四、上机调试做这个课程设计,想到用各种数据结构和主要的思想,反反复复的修改和改进,花费了好几天的时间。
正式着手写程序只用了大概一天的时间,但是调试的时候却用了好几天。
1、当用二叉链表作为二叉树的存储结构时。
可以方便地找到某个结点的左右孩子,但一般情况下,无法直接摘到该结点在没中遍历序列中的前驱和后继接待你。
为了解决这个问题,所以采用线索二叉树。
但是在编写过程中,忽略了线索二叉树的改变,没有改变空的左孩子指针域,而后再看了一遍数据结构的相关指导教材,发现了错误,及时改正,将空的左孩子指针域改为指向其前驱。
2、在进行线索化的编写过程中,出现了问题。
开始只能对几点进行前驱线索化,而不能进行后继线索化。
为此做了相应调整:(1)若*p有空指针域,则将相应的标志置1。
(2)若*p的左线索标志已经建立,则可使其前驱线索化,令p->lchild=pre。
(3)若*pre的右线索标志已经建立,则可使其后继线索化,令pre->rchild=p。
3、在编写中序线索二叉树中的后继查找算法时,只编写了其中一种情况,应该有两种情况(1)*p的右子树为空,则p->rchild为右线索,指向*p的后继结点。
(2)若*p的右子树非空,根据中序遍历的顺序,*p的后继结点为其右子树中最左下的结点。
五、心得体会本次课程设计,使我对《数据结构》这门课程有了更深入的理解。
《数据结构》是一门实践性较强的课程,为了学好这门课程,必须在掌握理论知识的同时,加强上机实践。
我的课程设计题目是线索二叉树的应用。
刚开始做这个程序的时候,感到完全无从下手,甚至让我觉得完成这次程序设计根本就是不可能的,于是开始查阅各种资料以及参考文献,之后便开始着手写程序,写完运行时有很多问题。
特别是实现线索二叉树的删除运算时很多情况没有考虑周全,经常运行出现错误,但通过同学间的帮助最终基本解决问题。