二叉树的链式表示及实现(实验6--作业)

一、功能概述

这段 C++ 代码实现了二叉树的一系列操作，包括创建二叉树、前序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历、中序非递归遍历、求二叉树深度、交换左右子树、统计节点个数以及销毁二叉树等功能。

二、主要数据结构和类型定义

BiTNode结构体表示二叉树的节点，包含数据域data和左右子节点指针left、right。
BiTree是指向BiTNode的指针类型，用于表示二叉树。
定义了一些宏，如MAXSIZE表示最大长度、OVERFLOw表示内存分配失败的返回值等，并定义了状态类型Status。

三、主要函数功能

CreateBiTree：通过输入字符序列创建二叉树，若输入#表示空节点。
preOrder：前序遍历二叉树，先访问根节点，再遍历左子树和右子树。
inOrder：中序遍历二叉树，先遍历左子树，再访问根节点，最后遍历右子树。
postOrder：后序遍历二叉树，先遍历左子树和右子树，最后访问根节点。
levelOrder：层次遍历二叉树，利用队列实现。
Order：中序非递归遍历二叉树，利用栈实现。
Depth：求二叉树的深度，通过递归计算左右子树深度并取较大值加一得到。
Swap：递归交换二叉树的左右子树。
Count：统计二叉树的节点个数，通过递归累加左右子树节点个数加一得到。
DestroyBiTree：销毁二叉树，通过递归释放每个节点的内存。

四、主函数流程

在主函数中，首先初始化一个二叉树T为nullptr。
调用CreateBiTree创建二叉树。
输出二叉树交换左右子树前的各种遍历结果、深度和节点个数。
调用Swap交换二叉树的左右子树。
输出交换后的各种遍历结果、深度和节点个数。
调用DestroyBiTree销毁二叉树。

#include<bits/stdc++.h>//万能头文件
using namespace std;//命名空间#define MAXSIZE 100 //最大长度
#define OVERFLOw -2
#define OK 1
#define TeleType char
#define ERROR 0typedef int Status;typedef struct TreeNode{TeleType data;//左右子结点struct TreeNode* left;struct TreeNode* right;
}BiTNode,*BiTree;// 树的创建
void CreateBiTree(BiTree& T) {TeleType ch;cin >> ch;if (ch == '#')T = nullptr;else {T = new BiTNode;if (!T)exit(OVERFLOw); // 内存分配失败T->data = ch;CreateBiTree(T->left); // 左子树CreateBiTree(T->right); // 右子树}
}// 前序遍历  
void preOrder(BiTree& T) {// 根 左 右if (T) {cout << T->data << " ";preOrder(T->left);preOrder(T->right);}
}
//中序遍历  
void inOrder(BiTree& T){// 左 根 右if(T){inOrder(T->left);cout << T->data << " ";inOrder(T->right);}
}
//后序遍历  
void postOrder(BiTree& T){//右 根 左if(T){postOrder(T->right);cout << T->data << " ";postOrder(T->left);}
}
//层次遍历  
void levelOrder(BiTree& T){if(!T) return ;//树为空 直接返回queue<BiTree> q;//元素类型为BiTree的队列q.push(T);//初始根节点填入while(!q.empty()){BiTree node = q.front();//临时存当前节点q.pop();//当前节点出队cout<<node->data<<" ";//打印当前节点//看当前节点的另外两个节点if(node->left){q.push(node->left);}if(node->right){q.push(node->right);}}
}
//中序非递归遍历  
void Order(BiTree& T){stack<BiTree> St;BiTNode* p = T;while(p||!St.empty()){if(p){St.push(p);p = p->left;}else{p = St.top();St.pop();cout<<p->data<<" ";p = p->right;}
}
}
//求二叉树深度
int Depth(BiTree& T){if(!T) return 0;//空的情况下return max(Depth(T->left)+1,Depth(T->right)+1);
}
//递归交换左右子树
void Swap(BiTree& T){if(T){Swap(T->left);Swap(T->right);BiTree temp = T->left;T->left = T->right;T->right = temp;}
}
//统计节点个数
int Count(BiTree& T){if(!T) return 0;return Count(T->left)+Count(T->right)+1;
}
//销毁二叉树
void DestroyBiTree(BiTree& T) {//根节点到最后删除if (T) {DestroyBiTree(T->left);DestroyBiTree(T->right);delete T;T = nullptr;}
}
int main() {BiTree T = nullptr; // 注意这里初始化为 nullptrCreateBiTree(T);cout<<"左右子树交换前: "<<endl;cout<<"前序遍历   : ";preOrder(T); cout<<endl;cout<<"中序遍历   : ";inOrder(T);cout<<endl;cout<<"后序遍历   : ";postOrder(T);cout<<endl;cout<<"层次遍历   : ";levelOrder(T);cout<<endl;cout<<"左右子树交换后: "<<endl;Swap(T);cout<<"前序遍历   : ";preOrder(T); cout<<endl;cout<<"中序遍历   : ";inOrder(T);cout<<endl;cout<<"非递归中序 : ";Order(T);cout<<endl;cout<<"后序遍历   : ";postOrder(T);cout<<endl;cout<<"层次遍历   : ";levelOrder(T);cout<<endl;cout<<"二叉树深度 = "<<Depth(T)<<endl;cout<<"节点个数 = "<<Count(T)<<endl;DestroyBiTree(T);return 0;
}