idk why these stuffs get stashed for so long and I didn't ever commit them
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436
Exercise/BiTreeExterned/bitree.h
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436
Exercise/BiTreeExterned/bitree.h
Normal file
@@ -0,0 +1,436 @@
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||||
template <class DT>
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||||
struct BTNode
|
||||
{
|
||||
DT data; //数据域
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||||
BTNode* lchild; //指向左子树的指针
|
||||
BTNode* rchild; //指向右子树的指针
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};
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||||
//队列工具
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template <class DT>
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||||
struct SqQueue // 顺序队类
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{
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||||
BTNode<DT>** base; // 队列首址
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||||
int front; // 队头指针
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||||
int rear; // 队尾指针
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||||
int queuesize; // 队容量
|
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};
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||||
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//栈
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||||
template <class DT>
|
||||
struct SqStack // 顺序栈
|
||||
{
|
||||
BTNode<DT>** base; // 栈首址
|
||||
int top; // 栈顶指针
|
||||
int stacksize; // 栈容量
|
||||
};
|
||||
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//算法5.1 先序遍历递归算法
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||||
template <class DT>
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||||
void PreOrDerBiTree(BTNode<DT>* bt)
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||||
{
|
||||
if (bt != NULL)
|
||||
{
|
||||
cout << bt->data << ' '; //输出结点上的数据
|
||||
PreOrDerBiTree(bt->lchild); //递归的调用前序遍历左子树
|
||||
PreOrDerBiTree(bt->rchild); //递归的调用前序遍历右子树
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
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||||
//算法5.2 中序遍历递归算法
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||||
template <class DT>
|
||||
void InOrDerBiTree(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
if (bt != NULL)
|
||||
{
|
||||
InOrDerBiTree(bt->lchild); //递归的调用中序遍历左子树
|
||||
cout << bt->data << ' '; //输出结点上的数据
|
||||
InOrDerBiTree(bt->rchild); //递归的调用中序遍历右子树
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
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||||
//算法5.3 后序遍历递归算法
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||||
template <class DT>
|
||||
void PostOrDerBiTree(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
if (bt != NULL)
|
||||
{
|
||||
PostOrDerBiTree(bt->lchild); //递归的调用后序遍历左子树
|
||||
PostOrDerBiTree(bt->rchild); //递归的调用后序遍历右子树
|
||||
cout << bt->data << ' '; //输出结点上的数据
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
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//算法5.4 层序遍历算法
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template<class DT>
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||||
void LevelBiTree(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
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||||
SqQueue<DT> Q; // 创建一个队
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||||
int m = 20;
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||||
InitQueue(Q, m);
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||||
BTNode<DT>* p;
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||||
p = bt;
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||||
if (p) EnQueue(Q, p); // 树非空，入队
|
||||
while (!QueueEmpty(Q)) // 队非空
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||||
{
|
||||
DeQueue(Q, p); // 出队
|
||||
cout << p->data; // 访问
|
||||
if (p->lchild != NULL) // 有左孩子
|
||||
EnQueue(Q, p->lchild); // 左孩子入队
|
||||
if (p->rchild != NULL) // 有右孩子
|
||||
EnQueue(Q, p->rchild); // 右孩子入队
|
||||
}
|
||||
DestroyQueue(Q); // 销毁队列
|
||||
}
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||||
|
||||
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||||
//算法5.5 先序非遍历递归算法
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||||
template <class DT>
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||||
void PreOrderBiTree_N(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
SqStack<DT> S; // 创建栈
|
||||
int m = 20;
|
||||
InitStack(S, m);
|
||||
BTNode<DT>* p;
|
||||
p = bt;
|
||||
while (p != NULL || !StackEmpty(S)) // 树非空或栈非空
|
||||
{
|
||||
while (p != NULL) // 结点非空
|
||||
{
|
||||
cout << p->data << ' '; // 访问结点
|
||||
Push(S, p); // 入栈
|
||||
p = p->lchild; // 转左子树
|
||||
}
|
||||
if (!StackEmpty(S)) // 栈非空
|
||||
{
|
||||
Pop(S, p); // 出栈
|
||||
p = p->rchild; // 转出栈结点的右子树
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
DestroyStack(S); //销毁栈
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.6 中序非遍历递归算法
|
||||
template <class DT>
|
||||
void InOrderBiTree_N(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
SqStack<DT> S; // 创建一个栈
|
||||
int m = 20;
|
||||
InitStack(S, m);
|
||||
BTNode<DT>* p;
|
||||
p = bt;
|
||||
while (p != NULL || !StackEmpty(S)) // 结点非空或栈非空
|
||||
{
|
||||
while (p != NULL) // 结点非空
|
||||
{
|
||||
Push(S, p); // 入栈
|
||||
p = p->lchild; // 转出栈结点右子树
|
||||
}
|
||||
if (!StackEmpty(S)) // 栈非空
|
||||
{
|
||||
Pop(S, p); // 出栈
|
||||
cout << p->data << ' '; // 访问出栈结点
|
||||
p = p->rchild; // 转出栈结点的右子树
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
DestroyStack(S); // 销毁栈
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.7 后序非遍历递归算法
|
||||
template <class DT>
|
||||
void PostOrderBiTree_N(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
SqStack<DT> S; // 创建一个栈
|
||||
int m = 20;
|
||||
InitStack(S, m);
|
||||
BTNode<DT>* p;
|
||||
BTNode<DT>* r;
|
||||
p = bt;
|
||||
bool flag;
|
||||
do
|
||||
{
|
||||
while (p) // 结点非空
|
||||
{
|
||||
Push(S, p); // 结点入栈
|
||||
p = p->lchild; // 转左子树
|
||||
}
|
||||
r = NULL; // 指向刚被访问点，初值为空
|
||||
flag = true; // true表示处理栈顶结点
|
||||
while (!StackEmpty(S) && flag) // 栈非空且当前处理的是栈顶结点
|
||||
{
|
||||
GetTop(S, p); // 获取栈顶元素
|
||||
if (p->rchild == r) // 如果 当前结点是栈元素的右孩子
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||||
{
|
||||
cout << p->data << ' '; // 访问栈顶元素
|
||||
Pop(S, p); // 出栈
|
||||
r = p; // r指向被访问结点
|
||||
}
|
||||
else // 否则
|
||||
{
|
||||
p = p->rchild; // 转栈顶元素右孩子
|
||||
flag = false; // 处理非栈顶结点
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
} while (!StackEmpty(S)); // 栈非空，循环
|
||||
cout << endl;
|
||||
DestroyStack(S); // 销毁栈
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.8 创建二叉树
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||||
template <class DT>
|
||||
void CreateBiTree(BTNode<DT>*& bt)
|
||||
{
|
||||
char ch;
|
||||
cin >> ch; // 输入根结点的数据
|
||||
if (ch == '#') // # 表示指针为空，说明树为空
|
||||
bt = NULL;
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
bt = new BTNode<DT>; // 申请内存
|
||||
if (!bt)
|
||||
{
|
||||
cout << "申请内存失败！" << endl;
|
||||
exit(-1); // 申请内存失败退出
|
||||
}
|
||||
bt->data = ch;
|
||||
CreateBiTree(bt->lchild); // 创建根结点左子树
|
||||
CreateBiTree(bt->rchild); // 创建根结点右子树
|
||||
}
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.9 销毁二叉树
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||||
template <class DT>
|
||||
void DestroyBiTree(BTNode<DT>*& bt)
|
||||
{
|
||||
if (bt) // 树非空
|
||||
{
|
||||
DestroyBiTree(bt->lchild); // 销毁左子树
|
||||
DestroyBiTree(bt->rchild); // 销毁右子树
|
||||
delete bt;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.10 结点查找
|
||||
|
||||
template<class DT>
|
||||
BTNode<DT>* Search(BTNode<DT>* bt, DT e) // 查找值为e的元素
|
||||
{
|
||||
BTNode<DT>* p;
|
||||
if (bt == NULL) // 结点为空，返回
|
||||
return NULL;
|
||||
else if (bt->data == e) // 找到，返回结点指针
|
||||
return bt;
|
||||
else // 结点值不为e
|
||||
{
|
||||
p = Search(bt->lchild, e); // 在左子树上查找
|
||||
if (p != NULL) // 找到
|
||||
return p; // 返回结点指针
|
||||
else // 未找到
|
||||
return Search(bt->rchild, e); // 转右子树上查找
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//算法5.11 求树深
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||||
template <class DT>
|
||||
int Depth(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
int hl, hr;
|
||||
if (bt == NULL) // 树空
|
||||
return 0; // 深度为0
|
||||
else // 树非空
|
||||
{
|
||||
|
||||
hl = Depth(bt->lchild); // 求左子树深度
|
||||
hr = Depth(bt->lchild); // 求右子树深度
|
||||
if (hl > hr) // 左子树高
|
||||
return hl + 1; // 树高为左子树高加1
|
||||
else return hr + 1; // 左子树高,树高为左子树高加1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法5.12 结点计数
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||||
template <class DT>
|
||||
int NodeCount(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
if (bt == NULL) // 空树，结点数为0
|
||||
return 0;
|
||||
else // 非空树，结点数为左、右子树结点数的和加1
|
||||
return NodeCount(bt->lchild) + NodeCount(bt->rchild) + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <class DT>
|
||||
void DispBiTree(BTNode<DT>* bt, int level) // 显示树
|
||||
{
|
||||
if (bt) //空二叉树不显示
|
||||
{
|
||||
DispBiTree(bt->rchild, level + 1); //显示右子树
|
||||
cout << endl; //显示新行
|
||||
for (int i = 0; i < level - 1; i++)
|
||||
cout << " "; //确保在第level列显示节点
|
||||
cout << bt->data; //显示节点
|
||||
DispBiTree(bt->lchild, level + 1); //显示左子树
|
||||
cout << endl;
|
||||
}//if
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <class DT>
|
||||
void DelChildWithRootX(BTNode<DT>*& bt, DT x) {
|
||||
if (bt == NULL) return;
|
||||
else {
|
||||
if (bt->data == x) {
|
||||
DestroyBiTree(bt);
|
||||
bt = NULL;
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
else {
|
||||
DelChildWithRootX(bt->lchild, x);
|
||||
DelChildWithRootX(bt->rchild, x);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <class DT>
|
||||
int leftCount(BTNode<DT>* bt)
|
||||
{
|
||||
if (bt->lchild == NULL && bt->rchild == NULL) // 空树，结点数为0
|
||||
return 0;
|
||||
else // 非空树，结点数为左、右子树结点数的和加1
|
||||
return NodeCount(bt->lchild) + NodeCount(bt->rchild) + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//【算法3.14】 初始化队列
|
||||
template <class DT>
|
||||
void InitQueue(SqQueue<DT>& Q, int m)
|
||||
{
|
||||
Q.base = new BTNode<DT>*[m]; // 申请队列空间
|
||||
if (Q.base == NULL) // 申请空间失败
|
||||
{
|
||||
cout << "未创建成功！";
|
||||
exit(1); // 退出
|
||||
}
|
||||
Q.front = Q.rear = 0; // 设置队列属性
|
||||
Q.queuesize = m;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法3.15】 销毁列列
|
||||
template <class DT>
|
||||
void DestroyQueue(SqQueue<DT>& Q)
|
||||
{
|
||||
delete[] Q.base; // 释放队列空间
|
||||
Q.front = Q.rear = 0; // 设置队列属性
|
||||
Q.queuesize = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//【算法3.16】 入队
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool EnQueue(SqQueue<DT>& Q, BTNode<DT>* e)
|
||||
{
|
||||
if ((Q.rear + 1) % Q.queuesize == Q.front) // 队满
|
||||
return false; // 返回false
|
||||
Q.base[Q.rear] = e; // 出队
|
||||
Q.rear = (Q.rear + 1) % Q.queuesize; // 修改队列属性
|
||||
return true; // 返回true
|
||||
}
|
||||
|
||||
//【算法3.17】 出队
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool DeQueue(SqQueue<DT>& Q, BTNode<DT>*& e)
|
||||
{
|
||||
if (Q.front == Q.rear) // 队空
|
||||
return false;
|
||||
e = Q.base[Q.front];
|
||||
Q.front = (Q.front + 1) % Q.queuesize;
|
||||
return true; // 删除成功，返回true
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 测队空
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool QueueEmpty(SqQueue<DT> Q)
|
||||
{
|
||||
if (Q.front == Q.rear) // 队空
|
||||
return true; // 返回true
|
||||
else // 队不空
|
||||
return false; // 返回false
|
||||
}
|
||||
|
||||
//【算法3.1】 初始化栈
|
||||
template <class DT>
|
||||
void InitStack(SqStack<DT>& S, int m)
|
||||
{
|
||||
S.base = new BTNode<DT>*[m]; // 申请栈空间
|
||||
if (S.base == NULL)
|
||||
{
|
||||
cout << "未创建成功！";
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
S.top = -1; // 空栈
|
||||
S.stacksize = m; // 栈容量为m
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//算法3.2】 销毁栈
|
||||
template <class DT>
|
||||
void DestroyStack(SqStack<DT>& S)//析构函数
|
||||
{
|
||||
delete[] S.base; //释放栈空间
|
||||
S.top = -1;
|
||||
S.stacksize = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//【算法3.3】
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool Push(SqStack<DT>& S, BTNode<DT>* e)
|
||||
{
|
||||
if (S.top == S.stacksize - 1) // 栈满，不能插入
|
||||
return false;
|
||||
S.top++;
|
||||
S.base[S.top] = e;
|
||||
return true; // 插入成功，返回true
|
||||
}
|
||||
|
||||
//【算法3.4】 出栈
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool Pop(SqStack<DT>& S, BTNode<DT>*& e)
|
||||
{
|
||||
if (S.top == -1) //栈空
|
||||
return false;
|
||||
e = S.base[S.top];
|
||||
S.top--;
|
||||
return true; // 出栈成功，返回true
|
||||
}
|
||||
|
||||
template<class DT> // 获取栈元素
|
||||
bool GetTop(SqStack<DT>& S, BTNode<DT>*& e)
|
||||
{
|
||||
if (S.top == -1) // 栈空，返回false
|
||||
return false;
|
||||
e = S.base[S.top]; // 取栈元素
|
||||
return true; // 返回true
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// 测栈空
|
||||
template<class DT>
|
||||
bool StackEmpty(SqStack<DT> S)
|
||||
{
|
||||
if (S.top == -1) // 栈空，返回true
|
||||
return true;
|
||||
else // 栈非空，返回false
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
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