以二叉链表的方式存二叉树,输入时要以先序方式输入,其中,空子树用#表示。
二叉树的繁茂度定义为其高度乘其每层结点最大值。算法为先用递归算法求二叉树高度:其高度为左右子树最大值加1,所以用先序遍历,定义ld与rd分别为左右子树高度,最后返回其较大值加1即可。二叉树宽度采用层次遍历,用队列来存树中元素,设三个变量分别表示每层结点数,每层最后一个结点在队中位置与宽度。
判断是否为完全二叉树的算法为:以层次遍历,只要遇到结点没有左右子树或只有左子树没有右子树,则其后面的所有结点必为叶子结点。分为三种情况:层次遍历只有右子树没有左子树则输出“二叉树不是完全二叉树”,返回;有左子树,将其入队,有右子树,入对;如果没有右子树,则记下此时结点在队中位置,以后遍历到的每一个结点都要判断其是不是叶子结点。
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#define maxsize 50
typedef struct BiTNode { //树的结构体
char data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
} BiTNode, *BiTree;
BiTree T;
typedef struct stack{ //中序遍历所用的栈
BiTree data[maxsize];
int top;
}Seqstack;
Seqstack s;
BiTree createBiTree(BiTree &T);
void zhongxu(BiTree T);
int deep(BiTree T);
int ss(BiTree T);
void judge(BiTree T);
void main(){
int h,d;
T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
printf("请以先序输入一个树\n");
createBiTree(T);
printf("\n");
printf("中序输出为:\n");
zhongxu(T);
printf("\n");
h=deep(T);
d=ss(T);
printf("\n");
printf("树的繁茂度为:%d\n",h*d);
printf("\n");
judge(T);
}
BiTree createBiTree(BiTree &T){ //创建一棵树,以先序输入
char ch;
scanf("%c",&ch);
if(ch=='#')T=NULL;
else{
T=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
T->data=ch;
createBiTree(T->lchild); //递归算法
createBiTree(T->rchild);
}
return T;
}
void zhongxu(BiTree T){ //中序遍历,用栈来实现非递归
BiTree h;
s.top=-1;
h=(BiTNode*)malloc(sizeof(BiTNode));
h=T;
while(h||(s.top!=-1)){
while(h){
s.data[++s.top]=h;
h=h->lchild;
}
if(s.top!=-1){
h=s.data[s.top--];
printf("%c",h->data);
h=h->rchild;
}
}
}
int deep(BiTree T){ //求二叉树高度,递归算法
int d1,d2,d;
if(T==NULL)return 0;
else{
d1=deep(T->lchild);
d2=deep(T->rchild);
if(d1>=d2)d=d1+1;
else d=d2+1;
}
return d;
}
int ss(BiTree T){ //求二叉树宽度
BiTree Q[maxsize],p;
int f=0,r=0,count=0,m=0,width=0;
if(T==NULL)return 0;
Q[r]=T;
while(f<=m){
p=Q[f++];
count++;
if(p->lchild){
if(r>=maxsize){printf("overflow");exit(0);}
Q[++r]=p->lchild;
}
if(p->rchild){
if(r>=maxsize){printf("overflow");exit(0);}
Q[++r]=p->rchild;
}
if(f>m){
m=r;
if(count>width)width=count;
count=0;
}
}
return width;
}
void judge(BiTree T){ //判断是否为完全二叉树
BiTree q[maxsize],p;
int f=0,r=0,i=-1;
if(T==NULL){
printf("二叉树为完全二叉树\n");
return;
}
q[r++]=T;
while(f!=r){
p=q[f++];
if(p->lchild==NULL&&p->rchild!=NULL){printf("二叉树不是完全二叉树\n");return;}
if(p->lchild!=NULL){
q[r++]=p->lchild;
if(p->rchild!=NULL)q[r++]=p->rchild;
else
i=f;
}
while(i>-1&&i<=r-1){
if(q[i]->lchild!=NULL||q[i]->rchild!=NULL){
printf("二叉树不是完全二叉树\n");
return;
}
i++;
}
}
printf("二叉树为完全二叉树\n");
}