二叉树的所有操作

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
using namespace std;
#define MaxSize 100
#define MaxWidth 40
typedef char ElemType;
typedef struct Node2
{
    char data;//数据域        
    struct Node2*lchild,*rchild;//左指针域，右指针域
}BTNode;
void CreateBTNode(BTNode *&b,char *str)//由str串创建二叉链
{
    BTNode *St[MaxSize],*p=NULL;
    int top=-1,k,j=0;
    char ch;
    b=NULL;//建立二叉链初始时为空
    ch=str[j];
    while(ch!='\0')//str未扫描完时循环
    {
        switch(ch)
        {
        case'(':top++;St[top]=p;k=1;break;//为左结点
        case')':top--;break;
        case',':k=2;break;//为右结点
        default:p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
            p->data=ch;
            p->lchild=p->rchild=NULL;
            if(b==NULL)//p指向二叉树的根结点
                b=p;
            else//已建立二叉树根结点
            {
                switch(k)
                {
                case 1:St[top]->lchild=p;break;
                case 2:St[top]->rchild=p;break;
                }
            }
        }
        j++;
        ch=str[j];
    }
}
void createbitree(BTNode *&T)//先序产生二叉树
{
    char ch;
    scanf("%c",&ch);
    if(ch==' ')T=NULL;
    else
    {
        T=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
        T->data=ch;
        createbitree(T->lchild);
        createbitree(T->rchild);
    }
}
BTNode *CreateBT1(char *pre,char *in,int n)//由先序和中序遍历序列构造二叉树
{
    BTNode *s;
    char *p;
    int k;
    if(n<=0)return NULL;
    s=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));//创建二叉树结点*s
    s->data=*pre;
    for(p=in;p<in+n;p++)//在中序序列中找等于*pre的位置k
        if(*p==*pre)
            break;
        k=p-in;
        s->lchild=CreateBT1(pre+1,in,k);
        s->rchild=CreateBT1(pre+k+1,p+1,n-k-1);
        return s;
}
BTNode *CreateBT2(char *post,char *in,int n,int m)//由中序和后序遍历序列构造二叉树
{
    BTNode *s;
    char *p,*q,*maxp;
    int maxpost,maxin,k;
    if(n<=0)return NULL;
    maxpost=-1;
    for(p=in;p<in+n;p++)//求in的全部字符中在post最右边的那个字符
        for(q=post;q<post+m;q++)//在in中用maxp指向这个字符，用maxin标志它在in中的下标
            if(*p==*q)
            {
                k=q-post;
                if(k>maxpost)
                {
                    maxpost=k;
                    maxp=p;
                    maxin=p-in;
                }
            }
    s=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));//创建二叉树结点*s
    s->data=post[maxpost];
    s->lchild=CreateBT2(post,in,maxin,m);
    s->rchild=CreateBT2(post,maxp+1,n-maxin-1,m);
    return s;
}
void DispLeaf(BTNode *b)
//输出一颗给二叉树放入所有叶子结点
{
    if(b!=NULL)
    {
        if(b->lchild==NULL&&b->rchild==NULL)
            printf("%c",b->data);
        else
        {
            DispLeaf(b->lchild);
            DispLeaf(b->rchild);
        }
    }
}
BTNode*InsertLeftNode(BTNode *p,char x)//左结点插入
{
    BTNode *s,*t;
    if(p==NULL)
        return NULL;
    t=p->lchild;
    s=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
    s->data=x;
    s->lchild=t;
    s->rchild=NULL;
    p->lchild=s;
    return p->lchild;
}
BTNode*InsertRightNode(BTNode *p,char x)//右结点插入   
{
    BTNode *s,*t;
    if(p==NULL)
        return NULL;
    t=p->rchild;
    s=(BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
    s->data=x;
    s->rchild=t;
    s->lchild=NULL;
    p->rchild=s;
    return p->rchild;
}
BTNode *DleteLeaftTree(BTNode *p)//删除左结点
{
    BTNode *q;
    if(p==NULL||p->lchild==NULL)
        return NULL;
    q=p->lchild;
    p->lchild=NULL;
    free(q);
    q=NULL;
    return p;
}
BTNode *DleteRightTree(BTNode *p)//删除右结点
{
    BTNode *q;
    if(p==NULL||p->rchild==NULL)
        return NULL;
    q=p->rchild;
    p->rchild=NULL;
    free(q);
    q=NULL;                                                                                                                                                                                                        
    return p;
}
BTNode *SearchNode(BTNode *b,char x)//查找结点
{
    BTNode *p;
    if(b==NULL)
        return NULL;
    else if (b->data==x) return b;
    else
    {
        p=SearchNode(b->lchild,x);
        if(p!=NULL)
            return p;
        else
            return SearchNode(b->rchild,x);
    }
}
BTNode *lchildNode(BTNode *p)//查找左子树结点
{
    return p->lchild;
}
BTNode *RchildNode(BTNode *p)//查找右子树结点
{
    return p->rchild;
}
int BiTreeDepth(BTNode *b)//求高度
{
    int lchilddep,rchilddep;
    if(b==NULL)return 0;
    else
    {
        lchilddep=BiTreeDepth(b->lchild);
        rchilddep=BiTreeDepth(b->rchild);
        return (lchilddep>rchilddep)?(lchilddep+1):(rchilddep+1);
    }
}
void DispBiTree(BTNode *b)//输出二叉树
{
    if(b!=NULL)
    {
        printf("%c",b->data);
        if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL)
        {
            printf("(");
            DispBiTree(b->lchild);
            if(b->rchild!=NULL)
            {
                printf(",");
                DispBiTree(b->rchild);
            }
            printf(")");
        }
    }
}
void DispBTNode1(BTNode *b)//以凹入表示法输出一颗二叉树
{
    BTNode *St[MaxSize],*p;
    int level[MaxSize][2],top=-1,n,i,width=4;
    char type;
    if(b!=NULL)
    {
        top++;
        St[top]=b;//根结点入栈
        level[top][0]=width;
        level[top][1]=2;//2表示是根
        while(top>-1)
        {
            p=St[top];//退桟并凹入显示该结点值
            n=level[top][0];
            switch(level[top][1])
            {
            case 0:type='L';break;//左结点之后输出(L)
            case 1:type='R';break;//右结点之后输出(R)
            case 2:type='B';break;//根结点之后输出(B)
            }
            for(i=1;i<=n;i++)//其中n为显示场宽，字符以右对齐显示
                printf(" ");
            printf("%c(%c)",p->data,type);
            for(i=n+1;i<=MaxWidth;i+=2)
                printf("--");
            printf("\n");
            top--;
            if(p->rchild!=NULL)
            {
                top++;//将右子树根结点入栈
                St[top]=p->rchild;
                level[top][0]=n+width;//显示场宽增width
                level[top][1]=1;//1表示是右子树
            }
            if(p->lchild!=NULL)
            {
                top++;//将左子树根结点入栈
                St[top]=p->lchild;
                level[top][0]=n+width;//显示场宽增width
                level[top][1]=0;//0表示是左子树
            }
        }
    }
}
void PreOrder(BTNode *p)//先序遍历二叉树
{
    if(p!=NULL)
    {
        printf("%c",p->data);
        PreOrder(p->lchild);
        PreOrder(p->rchild);
    }
}
void PreOrder1(BTNode *b)//先序遍历的非递归算法
{
    BTNode *St[MaxSize],*p;
    int top=-1;
    if(b!=NULL)
    {
        top++;//根结点入栈
        St[top]=b;
        while(top>-1)//桟不为空时循环
        {
            p=St[top];//退桟并访问该结点
            top--;
            printf(" %c ",p->data);
            if(p->rchild!=NULL)//右孩子入桟
            {
                top++;
                St[top]=p->rchild;
            }
            if(p->lchild!=NULL)//左孩子入桟
            {
                top++;
                St[top]=p->lchild;
            }
        }
        printf("\n");
    }
}
void InOrder(BTNode *p)//中序遍历二叉树
{
    if(p!=NULL)
    {
        InOrder(p->lchild);
        printf("%c",p->data);
        InOrder(p->rchild);
    }
}
void InOrder1(BTNode *b)//中序遍历的非递归算法
{
    BTNode *St[MaxSize],*p;
    int top=-1;
    if(b!=NULL)
    {
        p=b;
        while(top>-1||p!=NULL)
        {
            while(p!=NULL)
            {
                top++;
                St[top]=p;
                p=p->lchild;
            }
            if(top>-1)
            {
                p=St[top];
                top--;
                printf(" %c ",p->data);
                p=p->rchild;
            }
        }
        printf("\n");
    }
}
void PostOrder(BTNode *p)//后序遍历二叉树
{
    if(p!=NULL)
    {
        PostOrder(p->lchild);
        PostOrder(p->rchild);
        printf("%c",p->data);
    }
}
void PostOrder1(BTNode *b)//后序遍历的非递归算法
{
    BTNode *St[MaxSize],*p;
    int flag,top=-1;//桟指针初值
    if(b!=NULL)
    {
        do
        {
            while(b!=NULL)//将b的所有左结点入桟
            {
                top++;
                St[top]=b;
                b=b->lchild;
            }
            p=NULL;//p指向当前结点的前一个访问的结点
            flag=1;//设置b的访问标记为已访问过
            while(top!=-1&&flag)
            {
                b=St[top];//取出当前的桟顶元素
                if(b->rchild==p)//右子树不存在或已被访问,访问之
                {
                    printf(" %c ",b->data);//访问*b结点
                    top--;
                    p=b;//p指向刚被访问的结点
                }
                else
                {
                    b=b->rchild;//指向右子树
                    flag=0;//设置未被访问的标记
                }
            }
        }while(top!=-1);
        printf("\n");
    }
}
void TravLevel(BTNode *b)//层次遍历
{
    BTNode *Qu[MaxSize];//定义顺序循环队列
    int front,rear;//定义队首和队尾指针
    front=rear=0;//置队列为空队列
    if(b!=NULL)
        printf(" %c ",b->data);
    rear++;//结点指针进入队列
    Qu[rear]=b;
    while(rear!=front)//队列不为空
    {
        front=(front+1)%MaxSize;
        b=Qu[front];
        if(b->lchild!=NULL)//队头出队列
        {
            printf(" %c ",b->lchild->data);//输出左孩子，并入队列
            rear=(rear+1)%MaxSize;
            Qu[rear]=b->lchild;
        }
        if(b->rchild!=NULL)//输出右孩子，并入队列
        {
            printf(" %c ",b->rchild->data);
            rear=(rear+1)%MaxSize;
            Qu[rear]=b->rchild;
        }
    }
    printf("\n");
}
void InTongji(BTNode *t,int &m,int &n)//中序遍历的方法求叶子结点的个数
{
    if(t!=NULL)
    {
        InTongji(t->lchild,m,n);
        printf("%c",t->data);
        m++;//结点计数
        if((t->lchild==NULL)&&(t->rchild==NULL))
            n++;//叶子结点计数
        InTongji(t->rchild,m,n);
    }
}
int CountLeaf(BTNode *T)//返回二叉树所有叶子结点个数
{
    int m,n;
    if(!T)return 0;
    if(!T->lchild&&!T->rchild)return 1;
    else
    {
        m=CountLeaf(T->lchild);
        n=CountLeaf(T->rchild);
        return m+n;
    }
}
int Count(BTNode *T)//返回二叉树所有结点个数
{
    int m,n;
    if(!T)
        return 0;
    //if(!T->lchild&&!T->rchild)return 1;
    else
    {
        m=Count(T->lchild);
        n=Count(T->rchild);
        return m+n+1;
    }
}
BTNode *GetTreeNode(char item,BTNode*lptr,BTNode *rptr)
//其数据域为item,左指针域为lptr,右指针域为rptr
{
    BTNode *T;
    T=new BTNode;
    T->data=item;
    T->lchild=lptr;
    T->rchild=rptr;
    return T;
}
BTNode *CopyTree(BTNode *T)
{
    BTNode *newlptr,*newrptr,*newT;
    if(!T)return NULL;
    if(T->lchild)
        newlptr=CopyTree(T->lchild);//复制左子树
    else
        newlptr=NULL;
    if(T->rchild)
        newrptr=CopyTree(T->rchild);
    else
        newrptr=NULL;
    newT=GetTreeNode(T->data,newlptr,newrptr);//复制右子树
    return newT;
}
BTNode*DestoryTree(BTNode *&T)
{
    if(T==NULL)return 0;
    DestoryTree(T->lchild);
    DestoryTree(T->rchild);
    delete(T);
    T=NULL;
    return 0;
}
void output()
{
    int i;
    for(i=0;i<10;i++)
        printf(" ");
    for(i=0;i<32;i++)
        printf("*");
    printf("\n");
}
void mainpp()
{
    int i;
    output();
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("1.构建一颗二叉树");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("2.先序输出二叉树");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("3.中序输出二叉树");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("4.后序输出二叉树");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("5.层序输出二叉树");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("6.求二叉树的高度");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("7.输出二叉树叶结点");
    for(i=0;i<8;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("8.以括号形式输出所有结点");
    for(i=0;i<2;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("9.输出二叉树所有结点总数");
    for(i=0;i<2;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("10.删除二叉树");
    for(i=0;i<13;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    for(i=0;i<10;i++)printf(" ");printf("*    ");
    printf("0.退            出");
    for(i=0;i<8;i++)printf(" ");printf("*");printf("\n");
    output();
}
int main()
{
    int m=0,n=0,k=1,t;
    BTNode*root=NULL;
    mainpp();
    t=0;
    while(k)
    {
        printf("请选择0--10:  ");
        scanf("%d",&m);
        getchar();
        switch(m)
        {
        case 0:return 0;
        case 1:printf("输入字符，构建二叉树:\n");createbitree(root);break;
        case 2:printf("先序输出二叉树各结点:\n");
            printf("递归算法:\n");PreOrder(root);printf("\n");
            printf("非递归算法:\n");PreOrder1(root);printf("\n");break;
        case 3:printf("中序输出二叉树各结点:  ");
            printf("递归算法:\n");InOrder(root);printf("\n");
            printf("非递归算法:\n");InOrder1(root);printf("\n");break;
        case 4:printf("后序输出二叉树各结点:  ");
               printf("递归算法:\n");PostOrder(root);printf("\n");
            printf("非递归算法:\n");PostOrder1(root);printf("\n");break;
        case 5:printf("层序输出二叉树各结点:\n");
            TravLevel(root);printf("\n");break;
        case 6:t=BiTreeDepth(root);printf("二叉树的高度=%3d\n",t);break;
        case 7:printf("输出一颗给定二叉树的所有叶子结点:");
            DispLeaf(root);
            n=CountLeaf(root);printf("\n叶子结点总数:  n=%3d\n",n);break;
        case 8:printf("以嵌套形式输出所有结点:\n");
            DispBiTree(root);
            printf("\n");
            break;
        case 9:printf("输出二叉树所有结点总数%3d\n",Count(root));
            break;
        case 10:printf("删除二叉树结点");
            DestoryTree(root);
            break;
        default:return 0;

        }
        printf("继续运行吗Y(1)/N(0):  ");
        scanf("%d",&k);
        if(!k)return 0;
    }
    return 0;
}