C语言数据结构树的双亲表示法实例详解

概述1、树的双亲表示法：树的双亲表示法2、/*bo6-4.c树的双亲表存储(存储结构由c6-4.h定义)的基本 *** 作(14个)*/

1、树的双亲表示法：

树的双亲表示法

2、/* bo6-4.c 树的双亲表存储(存储结构由c6-4.h定义)的基本 *** 作(14个) */

Status InitTree(PTree *T) { /*  *** 作结果: 构造空树T */  (*T).n=0;  return OK; } voID DestroyTree() { /* 由于PTree是定长类型,无法销毁 */ } typedef struct {  int num;  TElemType name; }QElemType; /* 定义队列元素类型 */ #include"c3-2.h" /* 定义linkQueue类型 */ #include"bo3-2.c" /* linkQueue类型的基本 *** 作 */ Status CreateTree(PTree *T) { /*  *** 作结果: 构造树T */  linkQueue q;  QElemType p,qq;  int i=1,j,l;  char c[MAX_TREE_SIZE]; /* 临时存放孩子结点数组 */  InitQueue(&q); /* 初始化队列 */  printf("请输入根结点(字符型,空格为空): ");  scanf("%c%*c",&(*T).nodes[0].data); /* 根结点序号为0,%*c吃掉回车符 */  if((*T).nodes[0].data!=Nil) /* 非空树 */  {   (*T).nodes[0].parent=-1; /* 根结点无双亲 */   qq.name=(*T).nodes[0].data;   qq.num=0;   EnQueue(&q,qq); /* 入队此结点 */   while(i<MAX_TREE_SIZE&&!QueueEmpty(q)) /* 数组未满且队不空 */   {    DeQueue(&q,&qq); /* 出队一个结点 */    printf("请按长幼顺序输入结点%c的所有孩子: ",qq.name);    gets(c);    l=strlen(c);    for(j=0;j<l;j++)    {     (*T).nodes[i].data=c[j];     (*T).nodes[i].parent=qq.num;     p.name=c[j];     p.num=i;     EnQueue(&q,p); /* 入队此结点 */     i++;    }   }   if(i>MAX_TREE_SIZE)   {    printf("结点数超过数组容量\n");    exit(OVERFLOW);   }   (*T).n=i;  }  else   (*T).n=0;  return OK; } #define ClearTree InitTree /* 二者 *** 作相同 */ Status TreeEmpty(PTree T) { /* 初始条件: 树T存在。 *** 作结果: 若T为空树,则返回TRUE,否则返回FALSE */  if(T.n)   return FALSE;  else   return TRUE; } int TreeDepth(PTree T) { /* 初始条件: 树T存在。 *** 作结果: 返回T的深度 */  int k,m,def,max=0;  for(k=0;k<T.n;++k)  {   def=1; /* 初始化本际点的深度 */   m=T.nodes[k].parent;   while(m!=-1)   {    m=T.nodes[m].parent;    def++;   }   if(max<def)    max=def;  }  return max; /* 最大深度 */ } TElemType Root(PTree T) { /* 初始条件: 树T存在。 *** 作结果: 返回T的根 */  int i;  for(i=0;i<T.n;i++)   if(T.nodes[i].parent<0)    return T.nodes[i].data;  return Nil; } TElemType Value(PTree T,int i) { /* 初始条件: 树T存在,i是树T中结点的序号。 *** 作结果: 返回第i个结点的值 */  if(i<T.n)   return T.nodes[i].data;  else   return Nil; } Status Assign(PTree *T,TElemType cur_e,TElemType value) { /* 初始条件: 树T存在,cur_e是树T中结点的值。 *** 作结果: 改cur_e为value */  int j;  for(j=0;j<(*T).n;j++)  {   if((*T).nodes[j].data==cur_e)   {    (*T).nodes[j].data=value;    return OK;   }  }  return ERROR; } TElemType Parent(PTree T,TElemType cur_e) { /* 初始条件: 树T存在,cur_e是T中某个结点 */  /*  *** 作结果: 若cur_e是T的非根结点,则返回它的双亲,否则函数值为＂空＂ */  int j;  for(j=1;j<T.n;j++) /* 根结点序号为0 */   if(T.nodes[j].data==cur_e)    return T.nodes[T.nodes[j].parent].data;  return Nil; } TElemType leftChild(PTree T,cur_e是T中某个结点 */  /*  *** 作结果: 若cur_e是T的非叶子结点,则返回它的最左孩子,否则返回＂空＂ */  int i,j;  for(i=0;i<T.n;i++)   if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e,其序号为i */    break;  for(j=i+1;j<T.n;j++) /* 根据树的构造函数,孩子的序号＞其双亲的序号 */   if(T.nodes[j].parent==i) /* 根据树的构造函数,最左孩子(长子)的序号＜其它孩子的序号 */    return T.nodes[j].data;  return Nil; } TElemType RightSibling(PTree T,cur_e是T中某个结点 */  /*  *** 作结果: 若cur_e有右(下一个)兄弟,则返回它的右兄弟,否则返回＂空＂ */  int i;  for(i=0;i<T.n;i++)   if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e,其序号为i */    break;  if(T.nodes[i+1].parent==T.nodes[i].parent)  /* 根据树的构造函数,若cur_e有右兄弟的话则右兄弟紧接其后 */   return T.nodes[i+1].data;  return Nil; } Status Print(PTree T) { /* 输出树T。加 */  int i;  printf("结点个数=%d\n",T.n);  printf(" 结点 双亲\n");  for(i=0;i<T.n;i++)  {   printf("  %c",Value(T,i)); /* 结点 */   if(T.nodes[i].parent>=0) /* 有双亲 */    printf("  %c",T.nodes[i].parent)); /* 双亲 */   printf("\n");  }  return OK; } Status InsertChild(PTree *T,TElemType p,int i,PTree c) { /* 初始条件: 树T存在,p是T中某个结点,1≤i≤p所指结点的度+1,非空树c与T不相交 */  /*  *** 作结果: 插入c为T中p结点的第i棵子树 */  int j,k,l,f=1,n=0; /* 设交换标志f的初值为1,p的孩子数n的初值为0 */  PTNode t;  if(!TreeEmpty(*T)) /* T不空 */  {   for(j=0;j<(*T).n;j++) /* 在T中找p的序号 */    if((*T).nodes[j].data==p) /* p的序号为j */     break;   l=j+1; /* 如果c是p的第1棵子树,则插在j+1处 */   if(i>1) /* c不是p的第1棵子树 */   {    for(k=j+1;k<(*T).n;k++) /* 从j+1开始找p的前i-1个孩子 */     if((*T).nodes[k].parent==j) /* 当前结点是p的孩子 */     {      n++; /* 孩子数加1 */      if(n==i-1) /* 找到p的第i-1个孩子,其序号为k1 */       break;     }    l=k+1; /* c插在k+1处 */   } /* p的序号为j,c插在l处 */   if(l<(*T).n) /* 插入点l不在最后 */    for(k=(*T).n-1;k>=l;k--) /* 依次将序号l以后的结点向后移c.n个位置 */    {     (*T).nodes[k+c.n]=(*T).nodes[k];     if((*T).nodes[k].parent>=l)      (*T).nodes[k+c.n].parent+=c.n;    }   for(k=0;k<c.n;k++)   {    (*T).nodes[l+k].data=c.nodes[k].data; /* 依次将树c的所有结点插于此处 */    (*T).nodes[l+k].parent=c.nodes[k].parent+l;   }   (*T).nodes[l].parent=j; /* 树c的根结点的双亲为p */   (*T).n+=c.n; /* 树T的结点数加c.n个 */   while(f)   { /* 从插入点之后,将结点仍按层序排列 */    f=0; /* 交换标志置0 */    for(j=l;j<(*T).n-1;j++)     if((*T).nodes[j].parent>(*T).nodes[j+1].parent)     {/* 如果结点j的双亲排在结点j+1的双亲之后(树没有按层序排列),交换两结点*/      t=(*T).nodes[j];      (*T).nodes[j]=(*T).nodes[j+1];      (*T).nodes[j+1]=t;      f=1; /* 交换标志置1 */      for(k=j;k<(*T).n;k++) /* 改变双亲序号 */       if((*T).nodes[k].parent==j)        (*T).nodes[k].parent++; /* 双亲序号改为j+1 */       else if((*T).nodes[k].parent==j+1)        (*T).nodes[k].parent--; /* 双亲序号改为j */     }   }   return OK;  }  else /* 树T不存在 */   return ERROR; } Status deleted[MAX_TREE_SIZE+1]; /* 删除标志数组(全局量) */ voID DeleteChild(PTree *T,1≤i≤p所指结点的度 */  /*  *** 作结果: 删除T中结点p的第i棵子树 */  int j,n=0;  linkQueue q;  QElemType pq,qq;  for(j=0;j<=(*T).n;j++)   deleted[j]=0; /* 置初值为0(不删除标记) */  pq.name='a'; /* 此成员不用 */  InitQueue(&q); /* 初始化队列 */  for(j=0;j<(*T).n;j++)   if((*T).nodes[j].data==p)    break; /* j为结点p的序号 */  for(k=j+1;k<(*T).n;k++)  {   if((*T).nodes[k].parent==j)    n++;   if(n==i)    break; /* k为p的第i棵子树结点的序号 */  }  if(k<(*T).n) /* p的第i棵子树结点存在 */  {   n=0;   pq.num=k;   deleted[k]=1; /* 置删除标记 */   n++;   EnQueue(&q,pq);   while(!QueueEmpty(q))   {    DeQueue(&q,&qq);    for(j=qq.num+1;j<(*T).n;j++)     if((*T).nodes[j].parent==qq.num)     {      pq.num=j;      deleted[j]=1; /* 置删除标记 */      n++;      EnQueue(&q,pq);     }   }   for(j=0;j<(*T).n;j++)    if(deleted[j]==1)    {     for(k=j+1;k<=(*T).n;k++)     {      deleted[k-1]=deleted[k];      (*T).nodes[k-1]=(*T).nodes[k];      if((*T).nodes[k].parent>j)       (*T).nodes[k-1].parent--;     }     j--;    }   (*T).n-=n; /* n为待删除结点数 */  } } voID TraverseTree(PTree T,voID(*Visit)(TElemType)) { /* 初始条件:二叉树T存在,Visit是对结点 *** 作的应用函数 */  /*  *** 作结果:层序遍历树T,对每个结点调用函数Visit一次且仅一次 */  int i;  for(i=0;i<T.n;i++)   Visit(T.nodes[i].data);  printf("\n"); }

3、/* c6-4.h 树的双亲表存储表示 */

#define MAX_TREE_SIZE 100 typedef struct {  TElemType data;  int parent; /* 双亲位置域 */ } PTNode; typedef struct {  PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];  int n; /* 结点数 */ } PTree

4、/* main6-4.c 检验bo6-4.c的主程序 */

typedef char TElemType; TElemType Nil=' '; /* 以空格符为空 */ #include"c6-4.h" #include"bo6-4.c" voID vi(TElemType c) {  printf("%c ",c); } voID main() {  int i;  PTree T,p;  TElemType e,e1;  InitTree(&T);  printf("构造空树后,树空否? %d(1:是 0:否) 树根为%c 树的深度为%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));  CreateTree(&T);  printf("构造树T后,TreeDepth(T));  printf("层序遍历树T:\n");  TraverseTree(T,vi);  printf("请输入待修改的结点的值 新值: ");  scanf("%c%*c%c%*c",&e,&e1);  Assign(&T,e,e1);  printf("层序遍历修改后的树T:\n");  TraverseTree(T,vi);  printf("%c的双亲是%c,长子是%c,下一个兄弟是%c\n",e1,Parent(T,e1),leftChild(T,RightSibling(T,e1));  printf("建立树p:\n");  InitTree(&p);  CreateTree(&p);  printf("层序遍历树p:\n");  TraverseTree(p,vi);  printf("将树p插到树T中，请输入T中p的双亲结点 子树序号: ");  scanf("%c%d%*c",&i);  InsertChild(&T,i,p);  Print(T);  printf("删除树T中结点e的第i棵子树，请输入e i: ");  scanf("%c%d",&i);  DeleteChild(&T,i);  Print(T); }

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总结

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