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  • 【2020-MOOC-浙江大学-陈越、何钦铭-数据结构】树(第三周的笔记和编程作业)

    〇、前言

    这两周开始跟着【MOOC-浙江大学-陈越、何钦铭-数据结构】进行数据结构与算法的学习,特此记录复习一下,虽然记不住,但是一直记一直记一直记,成为复读机就好了。
    在这里插入图片描述

    一、树的定义

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    二、树的基本术语

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    三、二叉树

    在这里插入图片描述

    四、性质

    在这里插入图片描述

    五、二叉树基本操作

    在这里插入图片描述

    六、二叉树遍历

    1、先序遍历

    在这里插入图片描述

    2、中序遍历

    在这里插入图片描述

    3、后序遍历

    在这里插入图片描述

    4、层序遍历

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    七、树的同构

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    实现在后面的第一题!

    八、课后题

    在这里插入图片描述


    1、03-树1 树的同构 (25分)

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    输入样例1(对应图1):

    8
    A 1 2
    B 3 4
    C 5 -
    D - -
    E 6 -
    G 7 -
    F - -
    H - -
    8
    G - 4
    B 7 6
    F - -
    A 5 1
    H - -
    C 0 -
    D - -
    E 2 -

    输出样例1:

    Yes

    输入样例2(对应图2):

    8
    B 5 7
    F - -
    A 0 3
    C 6 -
    H - -
    D - -
    G 4 -
    E 1 -
    8
    D 6 -
    B 5 -
    E - -
    H - -
    C 0 2
    G - 3
    F - -
    A 1 4

    输出样例2:

    No


    #include <stdio.h>
    #define MaxTree 10
    #define ElementType char
    #define Tree int
    #define Null -1
    
    struct TreeNode{
    	ElementType Element;
    	Tree Left;
    	Tree Right;
    }T1[MaxTree],T2[MaxTree];
    
    Tree BuildTree(struct TreeNode T[]){
    	int N,i,check[MaxTree],Root=Null;
    	ElementType cl,cr;
    	scanf("%d
    ",&N);
    	if(N){
    		for(i=0;i<N;i++)
    			check[i]=0;
    		for(i=0;i<N;i++){
    			scanf("%c %c %c
    ",&T[i].Element,&cl,&cr);
    			if(cl!='-'){
    				T[i].Left=cl-'0';
    				check[T[i].Left]=1;
    			}
    			else{
    				T[i].Left=Null;
    			}
    			if(cr!='-'){
    				T[i].Right=cr-'0';
    				check[T[i].Right]=1;
    			}
    			else{
    				T[i].Right=Null;
    			}
    		}
    		for(i=0;i<N;i++){
    			if(!check[i]){
    				Root=i;
    				break;
    			}
    		}
    	}
    	return Root;
    }
    
    int Isomorphic(Tree R1,Tree R2){
        //两树为空树,则为同构
    	if((R1==Null)&&(R2==Null))
    		return 1;
        //一个树为空,另一个不为空,则不同构
    	if(((R1==Null)&&(R2!=Null))||((R1!=Null)&&(R2==Null)))
    		return 0;
        //两树根结点存在但数据不同,则不同构
    	if(T1[R1].Element!=T2[R2].Element)
    		return 0;
        //两树左子树均为空树,则判断两树右子树是否同构
    	if((T1[R1].Left==Null)&&(T2[R2].Left==Null))
    		return Isomorphic(T1[R1].Right,T2[R2].Right);
    	//两树左子树不为空,且两树左子树数据相等,则判断两树左子树和右子树是否同时同构
    	if((T1[T1[R1].Left].Element==T2[T2[R2].Left].Element)&&(T1[R1].Left!=Null)&&(T2[R2].Left!=Null))
    		return (Isomorphic(T1[R1].Left,T2[R2].Left)&&Isomorphic(T1[R1].Right,T2[R2].Right));
    	//否则交换判断子树是否同构
        else
    		return (Isomorphic(T1[R1].Left,T2[R2].Right)&&Isomorphic(T1[R1].Right,T2[R2].Left));
    	
    }
    
    int main(){
    	Tree R1,R2;
    	R1=BuildTree(T1);
    	R2=BuildTree(T2);
    	if(Isomorphic(R1,R2))
    		printf("Yes
    ");
    	else
    		printf("No
    ");
    }
    

    在这里插入图片描述


    2、03-树2 List Leaves (25分)

    在这里插入图片描述
    Sample Input:

    8
    1 -
    - -
    0 -
    2 7
    - -
    - -
    5 -
    4 6

    Sample Output:

    4 1 5


    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    #define MaxTree 10
    #define Tree int
    #define Null -1
    
    struct TreeNode {
        Tree Left;
        Tree Right;
    } T1[MaxTree];
    
    #define QueueSize 100
    typedef int Position;
    typedef int ElementType;
    struct QNode {
        ElementType *Data;     /* 存储元素的数组 */
        Position Front, Rear;  /* 队列的头、尾指针 */
        int MaxSize;           /* 队列最大容量 */
    };
    typedef struct QNode *Queue;
     
    Queue CreateQueue( int MaxSize )
    {
        Queue Q = (Queue)malloc(sizeof(struct QNode));
        Q->Data = (ElementType *)malloc(MaxSize * sizeof(ElementType));
        Q->Front = Q->Rear = 0;
        Q->MaxSize = MaxSize;
        return Q;
    }
     
    int IsFull( Queue Q )
    {
        return ((Q->Rear+1)%Q->MaxSize == Q->Front);
    }
     
    int AddQ( Queue Q, ElementType X )
    {
        if ( IsFull(Q) ) {
            printf("队列满");
            return;
        }
        else {
            Q->Rear = (Q->Rear+1)%Q->MaxSize;
            Q->Data[Q->Rear] = X;
            return;
        }
    }
     
    int IsEmpty( Queue Q )
    {
        return (Q->Front == Q->Rear);
    }
     
    ElementType DeleteQ( Queue Q )
    {
        if ( IsEmpty(Q) ) { 
            printf("队列空");
            return Null;
        }
        else  {
            Q->Front =(Q->Front+1)%Q->MaxSize;
            return  Q->Data[Q->Front];
        }
    }
    
    Tree BuildTree(struct TreeNode T[])
    {
        char cl, cr;
        int N, i, check[MaxTree];
        Tree Root = Null;
        scanf("%d
    ", &N);
        if(N) {
            for(i=0;i<N;i++)
                check[i] = 0;
            for(i=0;i<N;i++) {
                scanf("%c %c
    ", &cl, &cr);
                if(cl!='-') {
                    T1[i].Left = cl - '0';
                    check[T1[i].Left] = 1;
                } else
                    T1[i].Left = Null; 
    
                if(cr!='-') {
                    T1[i].Right = cr - '0';
                    check[T1[i].Right] = 1;
                } else
                    T1[i].Right = Null;
            }
            for(i=0;i<N;i++)
                if(check[i] != 1) break;
            Root = i;
        }
        return Root;
    }
    
    void PrintLeaves(Tree R)    //层序遍历
    {
        Queue Q;
        Tree cur;
        int count = 0;
        if(R==Null) return;
        Q=CreateQueue(QueueSize);
        AddQ(Q, R);
        while(!IsEmpty(Q)) {
            cur = DeleteQ(Q);
            if((T1[cur].Left == Null) && (T1[cur].Right == Null)) {
                if(!count) {
                    printf("%d", cur);
                    count++;
                } 
    			else{
                	printf(" %d", cur);
                	continue;
    			}
            }
            if(T1[cur].Left!=Null) AddQ(Q, T1[cur].Left);
            if(T1[cur].Right!=Null) AddQ(Q, T1[cur].Right);
        }
    }
    
    int main()
    {
        Tree R;
        R = BuildTree(T1);
        PrintLeaves(R);
        return 0;
    }
    

    在这里插入图片描述


    3、03-树3 Tree Traversals Again (25分)

    在这里插入图片描述
    Sample Input:

    6
    Push 1
    Push 2
    Push 3
    Pop
    Pop
    Push 4
    Pop
    Pop
    Push 5
    Push 6
    Pop
    Pop

    Sample Output:

    3 4 2 6 5 1


    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    
    int count = 0;
    
    typedef struct TreeNode *BinTree;
    struct TreeNode {
        int Data;
        BinTree Left;
        BinTree Right;
    };
    
    typedef struct SNode *Stack;
    struct SNode {
        BinTree Data;
        Stack Next;
    };
    
    BinTree CreateBinTree(int data)
    {
        BinTree head;
        head = (BinTree)malloc(sizeof(struct TreeNode));
        head->Data = data;
        head->Left = NULL;
        head->Right = NULL;
        return head;
    }
    
    int IsEmptyBinTree(BinTree BST)
    {
        return (BST == NULL);
    }
    
    void InsertLeftLeafe(BinTree BST, int leftData)
    {
        BinTree left;
        left = (BinTree)malloc(sizeof(struct TreeNode));
        left->Data = leftData;
        left->Left = NULL;
        left->Right = NULL;
        BST->Left =  left;
    }
    
    void InsertRightLeafe(BinTree BST, int rightData)
    {
        BinTree right;
        right = (BinTree)malloc(sizeof(struct TreeNode));
        right->Data = rightData;
        right->Left = NULL;
        right->Right = NULL;
        BST->Right =  right;
    }
    
    Stack CreateStack()
    {
        Stack S = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode));
        S->Data = NULL;
        S->Next = NULL;
        return S;
    }
    
    int IsEmptyStack(Stack S)
    {
        return (S->Next == NULL);
    }
    
    void StackPush(Stack S, BinTree pos)
    {
        Stack TmpCell = (Stack)malloc(sizeof(struct SNode));
        TmpCell->Data = pos;
        TmpCell->Next = S->Next;
        S->Next = TmpCell;
    }
    
    BinTree StackPop(Stack S)
    {
        Stack FirstCell;
        BinTree pos;
        if(S->Next == NULL) {
            printf("Stack Empty");
            return NULL;
        } 
    	else {
            FirstCell = S->Next;
            S->Next = FirstCell->Next;
            pos = FirstCell->Data;
            free(FirstCell);
            return pos;
        }
    }
    
    void PrintStack(Stack S)
    {
        Stack head = S;
        while(head) {
            printf("%p ", head->Next);
            head = head->Next;
        }
        printf("
    ");
    }
    
    BinTree Read()
    {
        int N, data, count=0;
        char str[10];
        Stack S = CreateStack();
        BinTree head;
        BinTree BT = CreateBinTree(0);
        head = BT;
        scanf("%d
    ", &N);
        scanf("Push %d
    ", &BT->Data);
        StackPush(S, BT);
        count++;
        if(N) {
            while(!IsEmptyStack(S)||count<N) {      //是否堆栈为空,输入足够的结点
                scanf("%s", str);
                if(strcmp("Push", str) == 0) {      //区分Push和Pop
                    scanf("%d", &data);
                    if(BT->Left == NULL) {
                        InsertLeftLeafe(BT, data);
                        BT = BT->Left;
                        StackPush(S, BT);
                        count++;
                    } 
    				else if(BT->Right==NULL) {
                        InsertRightLeafe(BT, data);
                        BT = BT->Right;
                        StackPush(S, BT);
                        count++;
                    } 
    				else {
                        printf("can't go here
    ");
                    }
                }
    			else {
                    BT = StackPop(S);
                }
            }
            return head;
        }
        return NULL;
    }
    
    void PostOrderTraversal(BinTree BT){
    
    	if(BT){
    		PostOrderTraversal(BT->Left); 
    		PostOrderTraversal(BT->Right); 
    		if(!count) {
                printf("%d", BT->Data);
                count++;
            } 
    		else {
                printf(" %d", BT->Data);
            }
    	}
    }
    
    int main()
    {
        int N;
        BinTree BT;
        BT = Read();
        PostOrderTraversal(BT);
    
        return 0;
    }
    

    在这里插入图片描述

    总结

    简单总结下这周的学习内容,二叉树应该是数据结构的一大难点了,日常自闭,写了博客是为了能找着平板写一写代码,只能背一背了!!!

    如果想要更多的资源,欢迎关注 @我是管小亮,文字强迫症MAX~

    回复【数据结构】即可获取我为你准备的大礼

    想看更多文(段)章(子),欢迎关注微信公众号「程序员管小亮」~

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