C语言数据结构详细解析二叉树的操作 C语言数据结构详细解析二叉树

二叉树分类
二叉树性质
性质的使用
二叉树的遍历

前序遍历
中序遍历
后序遍历
层序遍历

求二叉树的节点数

求二叉树叶子结点个数

求二叉树的最大深度

二叉树的销毁

二叉树分类满二叉树
除最后一层无任何子节点外，每一层上的所有结点都有两个子结点的二叉树。也可以理解为每一层的结点数都达到最大值的二叉树。

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完全二叉树
一棵深度为k的有n个结点的二叉树，对树中的结点按从上至下、从左到右的顺序进行编号，如果编号为i（1≤i≤n）的结点与满二叉树中编号为i的结点在二叉树中的位置相同，则这棵二叉树称为完全二叉树。
简单的说，完全二叉树就是最后一层可以有缺失的满二叉树(完全二叉树是一种特殊的满二叉树)，并且是从右往左的缺失。

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二叉树性质

若规定根节点的层数为1，则一棵树非空二叉树的第 i 层上最多有2^(i-1)个节点。
若规定根节点层数为1，则深度为h的二叉树的最大节点数是2^h?1
对任何一颗二叉树，如果叶节点(度为0的节点)个数为 n0 ，度为 2 的节点个数为 n2 ，则n0 = n2 + 1。
若规定根节点层数为1，具有N个节点的满二叉树的深度为小于（log_2）?N+1的最大整数。

性质的使用在具有 2n 个结点的完全二叉树中，叶子结点个数为( )
A n
B n + 1
C n - 1
D n / 2
分析：
设度为 0 的结点有 x0 个
设度为 1 的结点有 x1 个
设度为 2 的结点有 x2 个
x0 + x1 + x2 = 2n
x0 = x2 + 1
由上面两个式子可推出：2 * 2x2 + x1 + 1 = 2n
因为是完全二叉树，x1 可能是0，1，但是要使上式结果为偶数，x1只能是1，所以 x2 等于n ，选A。

二叉树的遍历首先我们先创建一个简单的二叉树

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typedef char BTDataType; typedef struct BinaryTreeNode { struct BinaryTreeNode* left; struct BinaryTreeNode* right; BTDataType data; }BTNode; int main(){ BTNode* A = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode)); A->data = 'https://www.it610.com/article/A'; A->left = NULL; A->right = NULL; BTNode* B = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode)); B->data = 'https://www.it610.com/article/B'; B->left = NULL; B->right = NULL; BTNode* C = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode)); C->data = 'https://www.it610.com/article/C'; C->left = NULL; C->right = NULL; BTNode* D = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode)); D->data = 'https://www.it610.com/article/D'; D->left = NULL; D->right = NULL; BTNode* E = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode)); E->data = 'https://www.it610.com/article/E'; E->left = NULL; E->right = NULL; A->left = B; A->right = C; B->left = D; B->right = E; LevelOrder(A); }

前序遍历
前序(先序)：根 -> 左子树 -> 右子树
预期结果：A B D E C

//前序void PrevOrder(BTNode* root){ if (root == NULL) {//为了结果更加直观，将NULL打印printf("NULL "); return; } //先打印根的数据 printf("%c ", root->data); //遍历左子树 PrevOrder(root->left); //遍历右子树 PrevOrder(root->right); }

编译结果：

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中序遍历
中序：左子树 -> 根 -> 右子树
预期结果：D B E A C

void MidOrder(BTNode* root){ //为了结果更加直观，将NULL打印 if (root == NULL) {printf("NULL "); return; } MidOrder(root->left); printf("%c ", root->data); MidOrder(root->right); }

编译结果：

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后序遍历
后续：左子树 -> 右子树 -> 根
预期结果：D E B C A

void PostOrder(BTNode* root){ if (root == NULL) {printf("NULL "); return; } PostOrder(root->left); PostOrder(root->right); printf("%c ", root->data); }

编译结果：

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层序遍历

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void LevelOrder(BTNode* root){ //创建队列q Queue q; //初始化队列 QueueInit(&q); //如果根结点不为空，将根节点入队列 if (root) QueuePush(&q, root); //进行循环，直到队列为空 while (!QueueEmpty(&q)) {//获取队列的第一个数据，并打印QDataType front = QueueFront(&q); printf("%c ", front->data); //对头数据出队列QueuePop(&q); //如果左子树不为空，左子树入队列if (front->left != NULL){QueuePush(&q, front->left); }//如果右子树不为空，右子树入队列if (front->right != NULL){QueuePush(&q, front->right); } }}

求二叉树的节点数

int BTSize(BTNode* root){ return root == NULL ? 0 :1 + BTSize(root->left) + BTSize(root->right); }

求二叉树叶子结点个数

int BTLeafSize(BTNode* root){ if (root == 0) return 0; return root->left == NULL && root->right == NULL ? 1 : BTLeafSize(root->right) + BTLeafSize(root->left); }

求二叉树的最大深度

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

二叉树的销毁

//二叉树的销毁//传二级指针是为了改变指针的指向void DistoryTree(BTNode** root){ if (*root == NULL) {return; } DistoryTree(&(*root)->left); DistoryTree(&(*root)->right); free(*root); *root = NULL; }

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