二叉树链式结构的实现(二叉树的遍历以及各种常用功能函数的实现)

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>

typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode//节点
{
	BTDataType data;//数据
	struct BinaryTreeNode* left;//左孩子
	struct BinaryTreeNode* right;//右孩子
}TreeNode;

TreeNode* BuyTreeNode(int x)//创建数据为x的节点
{
	TreeNode* node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
	assert(node);

	node->data = x;
	node->left = NULL;
	node->right = NULL;

	return node;
}

TreeNode* CreateTree()//形成树（手动连接）
{
	TreeNode* node1 = BuyTreeNode(1);
	TreeNode* node2 = BuyTreeNode(2);
	TreeNode* node3 = BuyTreeNode(3);
	TreeNode* node4 = BuyTreeNode(4);
	TreeNode* node5 = BuyTreeNode(5);
	TreeNode* node6 = BuyTreeNode(6);//创建六个节点

	node1->left = node2;
	node1->right = node4;
	node2->left = node3;
	node4->left = node5;
	node4->right = node6;//进行连接

	return node1;
}

void PreTraversal(TreeNode* root) 
{
	if (root == NULL) 
	{
		printf("NULL ");//正常是不需要的，这里是为了让大家看到NULL（看的全过程）
		return;
	}
	// 访问根节点
	printf("%d ", root->data);
	// 遍历左子树
	PreTraversal(root->left);
	// 遍历右子树
	PreTraversal(root->right);
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	PreTraversal(root);
	return 0;
}

void InTraversal(TreeNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		printf("NULL ");//正常是不需要的，这里是为了让大家看到NULL（看的全过程）
		return;
	}
	// 遍历左子树
	InTraversal(root->left);
	// 访问根节点
	printf("%d ", root->data);
	// 遍历右子树
	InTraversal(root->right);
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	InTraversal(root);
	return 0;
}

void PostTraversal(TreeNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		printf("NULL ");//正常是不需要的，这里是为了让大家看到NULL（看的全过程）
		return;
	}
	// 遍历左子树
	PostTraversal(root->left);
	// 遍历右子树
	PostTraversal(root->right);
	// 访问根节点
	printf("%d ", root->data);
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	PostTraversal(root);
	return 0;
}

- **弹出队列的首节点，并访问该节点**
- **将该节点的左右子节点（如果存在）依次入队列；即弹出节点后把子节点入队列**

void LevelOrder(TreeNode* root)
{
	Queue q;//创建队列，队列节点里的data储存root的地址
	QInit(&q);//初始化
	QPush(&q, root);//根进去了
	int LevelSize = 1;//要一层一层输出，来辅助
	while (!QEmpty(&q))
	{
		while (LevelSize--)//LevelSize是几就循环几次，一开始是1，输出一个就换行了，再Push后再次更新，来输出下一行
		{
			TreeNode* first = QFront(&q);//先存下来
			QPop(&q);//再pop掉第一个


			printf("%c ", first->data);
			if (first->left)//有左节点就push进来
			{
				QPush(&q, first->left);
			}
			if (first->right)//有右节点就push进来
			{
				QPush(&q, first->right);
			}
		}
		printf("\n");
		LevelSize = QSize(&q);
	}

	QDestroy(&q);
}

int TreeSize(TreeNode* root)
{
	if (root == NULL)
	{
		return 0;
	}
	return TreeSize(root->left) + TreeSize(root->right) + 1;
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	printf("%d\n", TreeSize(root));
	return 0;
}

int TreeSize(TreeNode* root)
{
	return root == NULL ? 0 : 
		TreeSize(root->left) + TreeSize(root->right) + 1;//利用三目运算符
}

int TreeLeafSize(TreeNode* root)
{
	if (root == NULL)//是NULL就返回0
	{
		return 0;
	}
	if (root->left == NULL && root->right == NULL)//是叶子就返回1
	{
		return 1;
	}
	return TreeLeafSize(root->left) + TreeLeafSize(root->right);
	//不是叶子就返回左子树叶子与右子树叶子之和
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	//printf("%d\n", TreeSize(root));
	printf("%d\n", TreeLeafSize(root));
	return 0;
}

int TreeHeight(TreeNode* root)
{
	if (root == NULL)
		return 0;
	return fmax(TreeHeight(root->left), TreeHeight(root->right)) + 1;
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	//printf("%d\n", TreeSize(root));
	//printf("%d\n", TreeLeafSize(root));
	printf("%d\n", TreeHeight(root));
	return 0;
}

int TreeLevelKSize(TreeNode* root, int k)
{
	if (root == NULL)
		return 0;
	if (k == 1)
		return 1;
	return TreeLevelKSize(root->left, k - 1) + TreeLevelKSize(root->right, k - 1);
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树

	printf("%d\n", TreeLevelKSize(root,2));//求个第二层的
	return 0;
}

TreeNode* TreeFind(TreeNode* root, BTDataType x)
{
	if (root == NULL)
	{
		return NULL;
	}
	// 先看根节点
	if (root->data == x)
	{
		return root;
	}
	// 看左子树
	TreeNode* ret1= TreeFind(root->left, x);//递归停止的两种情况：要么找到了返回地址
                                                 // 要么没找到返回NULL
                                              //当不是NULL时，说明找到了，就一路返回上去，得到结果
	if (ret1 != NULL)
	{
		return ret1;
	}
	// 看右子树
	TreeNode* ret2 = TreeFind(root->right, x);//如上
	if (ret2 != NULL)
	{
		return ret2;
	}
	return NULL;
}

int main()
{
	TreeNode* root = CreateTree();//创建好树
	//printf("%d\n", TreeSize(root));
	//printf("%d\n", TreeLeafSize(root));
	//printf("%d\n", TreeHeight(root));
	//printf("%d\n", TreeLevelKSize(root,2));//求个第二层的
	printf("%p\n", TreeFind(root, 5));
	return 0;
}

TreeNode* CreateTreeTrue(char* arr, int* pi)
{
	if (arr[*pi] == '#')
	{
		(*pi)++;//调到下一个字符
		return NULL;
	}
	TreeNode* root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
	assert(root);
	root->data = arr[*pi];//根创建且赋值好了
	(*pi)++;

	root->left=CreateTreeTrue(arr, pi);//创建左树
	root->right=CreateTreeTrue(arr, pi);//创建右树
	return root;
}

void TreeDestory(TreeNode** root)
{
	if (*root == NULL)
	{
		return;
	}
	TreeDestory((*root)->left);
	TreeDestory((*root)->right);
	free(*root);
	*root = NULL;
}

int BinaryTreeComplete(TreeNode* root)
{
	Queue q;
	QInit(&q);
	QPush(&q, root);//根进去了
	int LevelSize = 1;
	while (!QEmpty(&q))
	{
		TreeNode* first = QFront(&q);
		QPop(&q);
		if (first == NULL)
			break;//通过这个出循环
		QPush(&q, first->left);
		QPush(&q, first->right);

	}
    // 已经遇到空节点，如果此时队列中后面的节点还有非空，就不是完全二叉树
	while (!QEmpty(&q))
	{
		TreeNode* first = QFront(&q);
		QPop(&q);
		if (first != NULL)
		{
            QDestroy(&q);
			return 0;
		}
	}
	QDestroy(&q);
	return 1;
}