C語言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹的雙親表示法實(shí)例詳解

更新時(shí)間：2017年06月15日 17:31:08 作者：sunshine_BUCT_LLP

這篇文章主要介紹了C語言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹的雙親表示法實(shí)例詳解的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

1、樹的雙親表示法：

樹的雙親表示法

2、/* bo6-4.c 樹的雙親表存儲(chǔ)(存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)由c6-4.h定義)的基本操作(14個(gè)) */

Status InitTree(PTree *T)
 { /* 操作結(jié)果: 構(gòu)造空樹T */
  (*T).n=0;
  return OK;
 }

 void DestroyTree()
 { /* 由于PTree是定長類型,無法銷毀 */
 }

 typedef struct
 {
  int num;
  TElemType name;
 }QElemType; /* 定義隊(duì)列元素類型 */
 #include"c3-2.h" /* 定義LinkQueue類型 */
 #include"bo3-2.c" /* LinkQueue類型的基本操作 */
 Status CreateTree(PTree *T)
 { /* 操作結(jié)果: 構(gòu)造樹T */
  LinkQueue q;
  QElemType p,qq;
  int i=1,j,l;
  char c[MAX_TREE_SIZE]; /* 臨時(shí)存放孩子結(jié)點(diǎn)數(shù)組 */
  InitQueue(&q); /* 初始化隊(duì)列 */
  printf("請輸入根結(jié)點(diǎn)(字符型,空格為空): ");
  scanf("%c%*c",&(*T).nodes[0].data); /* 根結(jié)點(diǎn)序號為0,%*c吃掉回車符 */
  if((*T).nodes[0].data!=Nil) /* 非空樹 */
  {
   (*T).nodes[0].parent=-1; /* 根結(jié)點(diǎn)無雙親 */
   qq.name=(*T).nodes[0].data;
   qq.num=0;
   EnQueue(&q,qq); /* 入隊(duì)此結(jié)點(diǎn) */
   while(i<MAX_TREE_SIZE&&!QueueEmpty(q)) /* 數(shù)組未滿且隊(duì)不空 */
   {
    DeQueue(&q,&qq); /* 出隊(duì)一個(gè)結(jié)點(diǎn) */
    printf("請按長幼順序輸入結(jié)點(diǎn)%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); /* 入隊(duì)此結(jié)點(diǎn) */
     i++;
    }
   }
   if(i>MAX_TREE_SIZE)
   {
    printf("結(jié)點(diǎn)數(shù)超過數(shù)組容量\n");
    exit(OVERFLOW);
   }
   (*T).n=i;
  }
  else
   (*T).n=0;
  return OK;
 }

 #define ClearTree InitTree /* 二者操作相同 */

 Status TreeEmpty(PTree T)
 { /* 初始條件: 樹T存在。操作結(jié)果: 若T為空樹,則返回TRUE,否則返回FALSE */
  if(T.n)
   return FALSE;
  else
   return TRUE;
 }

 int TreeDepth(PTree T)
 { /* 初始條件: 樹T存在。操作結(jié)果: 返回T的深度 */
  int k,m,def,max=0;
  for(k=0;k<T.n;++k)
  {
   def=1; /* 初始化本際點(diǎn)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)
 { /* 初始條件: 樹T存在。操作結(jié)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)
 { /* 初始條件: 樹T存在,i是樹T中結(jié)點(diǎn)的序號。操作結(jié)果: 返回第i個(gè)結(jié)點(diǎn)的值 */
  if(i<T.n)
   return T.nodes[i].data;
  else
   return Nil;
 }

 Status Assign(PTree *T,TElemType cur_e,TElemType value)
 { /* 初始條件: 樹T存在,cur_e是樹T中結(jié)點(diǎn)的值。操作結(jié)果: 改cur_e為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)
 { /* 初始條件: 樹T存在,cur_e是T中某個(gè)結(jié)點(diǎn) */
  /* 操作結(jié)果: 若cur_e是T的非根結(jié)點(diǎn),則返回它的雙親,否則函數(shù)值為＂空＂ */
  int j;
  for(j=1;j<T.n;j++) /* 根結(jié)點(diǎn)序號為0 */
   if(T.nodes[j].data==cur_e)
    return T.nodes[T.nodes[j].parent].data;
  return Nil;
 }

 TElemType LeftChild(PTree T,TElemType cur_e)
 { /* 初始條件: 樹T存在,cur_e是T中某個(gè)結(jié)點(diǎn) */
  /* 操作結(jié)果: 若cur_e是T的非葉子結(jié)點(diǎn),則返回它的最左孩子,否則返回＂空＂ */
  int i,j;
  for(i=0;i<T.n;i++)
   if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e,其序號為i */
    break;
  for(j=i+1;j<T.n;j++) /* 根據(jù)樹的構(gòu)造函數(shù),孩子的序號＞其雙親的序號 */
   if(T.nodes[j].parent==i) /* 根據(jù)樹的構(gòu)造函數(shù),最左孩子(長子)的序號＜其它孩子的序號 */
    return T.nodes[j].data;
  return Nil;
 }

 TElemType RightSibling(PTree T,TElemType cur_e)
 { /* 初始條件: 樹T存在,cur_e是T中某個(gè)結(jié)點(diǎn) */
  /* 操作結(jié)果: 若cur_e有右(下一個(gè))兄弟,則返回它的右兄弟,否則返回＂空＂ */
  int i;
  for(i=0;i<T.n;i++)
   if(T.nodes[i].data==cur_e) /* 找到cur_e,其序號為i */
    break;
  if(T.nodes[i+1].parent==T.nodes[i].parent)
  /* 根據(jù)樹的構(gòu)造函數(shù),若cur_e有右兄弟的話則右兄弟緊接其后 */
   return T.nodes[i+1].data;
  return Nil;
 }

 Status Print(PTree T)
 { /* 輸出樹T。加 */
  int i;
  printf("結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)=%d\n",T.n);
  printf(" 結(jié)點(diǎn) 雙親\n");
  for(i=0;i<T.n;i++)
  {
   printf("  %c",Value(T,i)); /* 結(jié)點(diǎn) */
   if(T.nodes[i].parent>=0) /* 有雙親 */
    printf("  %c",Value(T,T.nodes[i].parent)); /* 雙親 */
   printf("\n");
  }
  return OK;
 }

 Status InsertChild(PTree *T,TElemType p,int i,PTree c)
 { /* 初始條件: 樹T存在,p是T中某個(gè)結(jié)點(diǎn),1≤i≤p所指結(jié)點(diǎn)的度+1,非空樹c與T不相交 */
  /* 操作結(jié)果: 插入c為T中p結(jié)點(diǎn)的第i棵子樹 */
  int j,k,l,f=1,n=0; /* 設(shè)交換標(biāo)志f的初值為1,p的孩子數(shù)n的初值為0 */
  PTNode t;
  if(!TreeEmpty(*T)) /* T不空 */
  {
   for(j=0;j<(*T).n;j++) /* 在T中找p的序號 */
    if((*T).nodes[j].data==p) /* p的序號為j */
     break;
   l=j+1; /* 如果c是p的第1棵子樹,則插在j+1處 */
   if(i>1) /* c不是p的第1棵子樹 */
   {
    for(k=j+1;k<(*T).n;k++) /* 從j+1開始找p的前i-1個(gè)孩子 */
     if((*T).nodes[k].parent==j) /* 當(dāng)前結(jié)點(diǎn)是p的孩子 */
     {
      n++; /* 孩子數(shù)加1 */
      if(n==i-1) /* 找到p的第i-1個(gè)孩子,其序號為k1 */
       break;
     }
    l=k+1; /* c插在k+1處 */
   } /* p的序號為j,c插在l處 */
   if(l<(*T).n) /* 插入點(diǎn)l不在最后 */
    for(k=(*T).n-1;k>=l;k--) /* 依次將序號l以后的結(jié)點(diǎn)向后移c.n個(gè)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; /* 依次將樹c的所有結(jié)點(diǎn)插于此處 */
    (*T).nodes[l+k].parent=c.nodes[k].parent+l;
   }
   (*T).nodes[l].parent=j; /* 樹c的根結(jié)點(diǎn)的雙親為p */
   (*T).n+=c.n; /* 樹T的結(jié)點(diǎn)數(shù)加c.n個(gè) */
   while(f)
   { /* 從插入點(diǎn)之后,將結(jié)點(diǎn)仍按層序排列 */
    f=0; /* 交換標(biāo)志置0 */
    for(j=l;j<(*T).n-1;j++)
     if((*T).nodes[j].parent>(*T).nodes[j+1].parent)
     {/* 如果結(jié)點(diǎn)j的雙親排在結(jié)點(diǎn)j+1的雙親之后(樹沒有按層序排列),交換兩結(jié)點(diǎn)*/
      t=(*T).nodes[j];
      (*T).nodes[j]=(*T).nodes[j+1];
      (*T).nodes[j+1]=t;
      f=1; /* 交換標(biāo)志置1 */
      for(k=j;k<(*T).n;k++) /* 改變雙親序號 */
       if((*T).nodes[k].parent==j)
        (*T).nodes[k].parent++; /* 雙親序號改為j+1 */
       else if((*T).nodes[k].parent==j+1)
        (*T).nodes[k].parent--; /* 雙親序號改為j */
     }
   }
   return OK;
  }
  else /* 樹T不存在 */
   return ERROR;
 }

 Status deleted[MAX_TREE_SIZE+1]; /* 刪除標(biāo)志數(shù)組(全局量) */
 void DeleteChild(PTree *T,TElemType p,int i)
 { /* 初始條件: 樹T存在,p是T中某個(gè)結(jié)點(diǎn),1≤i≤p所指結(jié)點(diǎn)的度 */
  /* 操作結(jié)果: 刪除T中結(jié)點(diǎn)p的第i棵子樹 */
  int j,k,n=0;
  LinkQueue q;
  QElemType pq,qq;
  for(j=0;j<=(*T).n;j++)
   deleted[j]=0; /* 置初值為0(不刪除標(biāo)記) */
  pq.name='a'; /* 此成員不用 */
  InitQueue(&q); /* 初始化隊(duì)列 */
  for(j=0;j<(*T).n;j++)
   if((*T).nodes[j].data==p)
    break; /* j為結(jié)點(diǎn)p的序號 */
  for(k=j+1;k<(*T).n;k++)
  {
   if((*T).nodes[k].parent==j)
    n++;
   if(n==i)
    break; /* k為p的第i棵子樹結(jié)點(diǎn)的序號 */
  }
  if(k<(*T).n) /* p的第i棵子樹結(jié)點(diǎn)存在 */
  {
   n=0;
   pq.num=k;
   deleted[k]=1; /* 置刪除標(biāo)記 */
   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; /* 置刪除標(biāo)記 */
      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為待刪除結(jié)點(diǎn)數(shù) */
  }
 }

 void TraverseTree(PTree T,void(*Visit)(TElemType))
 { /* 初始條件:二叉樹T存在,Visit是對結(jié)點(diǎn)操作的應(yīng)用函數(shù) */
  /* 操作結(jié)果:層序遍歷樹T,對每個(gè)結(jié)點(diǎn)調(diào)用函數(shù)Visit一次且僅一次 */
  int i;
  for(i=0;i<T.n;i++)
   Visit(T.nodes[i].data);
  printf("\n");
 }

3、/* c6-4.h 樹的雙親表存儲(chǔ)表示 */

#define MAX_TREE_SIZE 100
 typedef struct
 {
  TElemType data;
  int parent; /* 雙親位置域 */
 } PTNode;
 typedef struct
 {
  PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];
  int n; /* 結(jié)點(diǎn)數(shù) */
 } PTree

4、/* main6-4.c 檢驗(yàn)bo6-4.c的主程序 */

typedef char TElemType;
 TElemType Nil=' '; /* 以空格符為空 */
 #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("構(gòu)造空樹后,樹空否? %d(1:是 0:否) 樹根為%c 樹的深度為%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
  CreateTree(&T);
  printf("構(gòu)造樹T后,樹空否? %d(1:是 0:否) 樹根為%c 樹的深度為%d\n",TreeEmpty(T),Root(T),TreeDepth(T));
  printf("層序遍歷樹T:\n");
  TraverseTree(T,vi);
  printf("請輸入待修改的結(jié)點(diǎn)的值 新值: ");
  scanf("%c%*c%c%*c",&e,&e1);
  Assign(&T,e,e1);
  printf("層序遍歷修改后的樹T:\n");
  TraverseTree(T,vi);
  printf("%c的雙親是%c,長子是%c,下一個(gè)兄弟是%c\n",e1,Parent(T,e1),LeftChild(T,e1),RightSibling(T,e1));
  printf("建立樹p:\n");
  InitTree(&p);
  CreateTree(&p);
  printf("層序遍歷樹p:\n");
  TraverseTree(p,vi);
  printf("將樹p插到樹T中，請輸入T中p的雙親結(jié)點(diǎn) 子樹序號: ");
  scanf("%c%d%*c",&e,&i);
  InsertChild(&T,e,i,p);
  Print(T);
  printf("刪除樹T中結(jié)點(diǎn)e的第i棵子樹，請輸入e i: ");
  scanf("%c%d",&e,&i);
  DeleteChild(&T,e,i);
  Print(T);
 }

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