数据结构C语言二叉树顺序存储

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#include <stdio.h>   
#include <stdlib.h>   
#include <math.h>   
#define ClearBiTree InitBiTree  
#define OK 1  
#define ERROR 0  
#define TRUE 1  
#define FALSE 0  
#define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */  
#define MAX_TREE_SIZE 100 /* 二叉树的最大结点数 */  
typedef int Status;     /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 */  
typedef int TElemType;  /* 树结点的数据类型，目前暂定为整型 */  
typedef TElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE]; /* 0号单元存储根结点  */  
typedef struct  
{  
    int level,order; /* 结点的层,本层序号(按满二叉树计算) */  
}Position;  
//TElemType Nil=0; /*  设整型以0为空 */  
Status visit(TElemType c)  
{  
    printf("%d ",c);  
    return OK;  
}  
/* 构造空二叉树T。因为T是固定数组，不会改变，故不需要& */  
Status InitBiTree(SqBiTree T)  
{  
    int i;  
    for(i=0;i<MAX_TREE_SIZE;i++)  
        T[i]=NULL; /* 初值为空 */  
    return OK;  
}  
/* 按层序次序输入二叉树中结点的值(字符型或整型), 构造顺序存储的二叉树T */  
Status CreateBiTree(SqBiTree T)  
{   
    int i=0;  
    printf("请按层序输入结点的值(整型)，0表示空结点，输999结束。结点数≤%d:\n",MAX_TREE_SIZE);  
    while(i<10)  
    {  
        T[i]=i+1;  
         
        if(i!=0&&T[(i+1)/2-1]==NULL&&T[i]!=NULL) /* 此结点(不空)无双亲且不是根 */  
        {  
            printf("出现无双亲的非根结点%d\n",T[i]);  
            exit(ERROR);  
        }  
        i++;  
    }  
    while(i<MAX_TREE_SIZE)  
    {  
        T[i]=NULL; /* 将空赋值给T的后面的结点 */  
        i++;  
    }  
  
    return OK;  
}  
/* 在顺序存储结构中，两函数完全一样 */   
/* 初始条件: 二叉树T存在 */  
/* 操作结果: 若T为空二叉树,则返回TRUE,否则FALSE */  
Status BiTreeEmpty(SqBiTree T)  
{   
    if(T[0]==NULL) /* 根结点为空,则树空 */  
        return TRUE;  
    else  
        return FALSE;  
}  
/* 初始条件: 二叉树T存在。操作结果: 返回T的深度 */  
int BiTreeDepth(SqBiTree T)  
{   
   int i,j=-1;  
   for(i=MAX_TREE_SIZE-1;i>=0;i--) /* 找到最后一个结点 */  
     if(T[i]!=NULL)  
       break;  
   i++;   
   do  
     j++;  
   while(i>=powl(2,j));/* 计算2的j次幂。 */  
   return j;  
}  
/* 初始条件: 二叉树T存在 */  
/* 操作结果:  当T不空,用e返回T的根,返回OK;否则返回ERROR,e无定义 */  
Status Root(SqBiTree T,TElemType *e)  
{   
    if(BiTreeEmpty(T)) /* T空 */  
        return ERROR;  
    else  
    {     
        *e=T[0];  
        return OK;  
    }  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点(的位置) */  
/* 操作结果: 返回处于位置e(层,本层序号)的结点的值 */  
TElemType Value(SqBiTree T,Position e)  
{   
     return T[(int)powl(2,e.level-1)+e.order-2];  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点(的位置) */  
/* 操作结果: 给处于位置e(层,本层序号)的结点赋新值value */  
Status Assign(SqBiTree T,Position e,TElemType value)  
{   
    int i=(int)powl(2,e.level-1)+e.order-2; /* 将层、本层序号转为矩阵的序号 */  
    if(value!=NULL&&T[(i+1)/2-1]==NULL) /* 给叶子赋非空值但双亲为空 */  
        return ERROR;  
    else if(value==NULL&&(T[i*2+1]!=NULL||T[i*2+2]!=NULL)) /*  给双亲赋空值但有叶子（不空） */  
        return ERROR;  
    T[i]=value;  
    return OK;  
}  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 */  
/* 操作结果: 若e是T的非根结点,则返回它的双亲,否则返回＂空＂ */  
TElemType Parent(SqBiTree T,TElemType e)  
{   
    int i;  
    if(T[0]==NULL) /* 空树 */  
        return NULL;  
    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)  
    if(T[i]==e) /* 找到e */  
    return T[(i+1)/2-1];  
    return NULL; /* 没找到e */  
}  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 */  
/* 操作结果: 返回e的左孩子。若e无左孩子,则返回＂空＂ */  
TElemType LeftChild(SqBiTree T,TElemType e)  
{   
    int i;  
    if(T[0]==NULL) /* 空树 */  
        return NULL;  
    for(i=0;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)  
        if(T[i]==e) /* 找到e */  
            return T[i*2+1];  
    return NULL; /* 没找到e */  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 */  
/* 操作结果: 返回e的右孩子。若e无右孩子,则返回＂空＂ */  
TElemType RightChild(SqBiTree T,TElemType e)  
{   
    int i;  
    if(T[0]==NULL) /* 空树 */  
        return NULL;  
    for(i=0;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)  
        if(T[i]==e) /* 找到e */  
            return T[i*2+2];  
    return NULL; /* 没找到e */  
}  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 */  
/* 操作结果: 返回e的左兄弟。若e是T的左孩子或无左兄弟,则返回＂空＂ */  
TElemType LeftSibling(SqBiTree T,TElemType e)  
{   
    int i;  
    if(T[0]==NULL) /* 空树 */  
        return NULL;  
    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)  
        if(T[i]==e&&i%2==0) /* 找到e且其序号为偶数(是右孩子) */  
            return T[i-1];  
    return NULL; /* 没找到e */  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树T存在,e是T中某个结点 */  
/* 操作结果: 返回e的右兄弟。若e是T的右孩子或无右兄弟,则返回＂空＂ */  
TElemType RightSibling(SqBiTree T,TElemType e)  
{   
    int i;  
    if(T[0]==NULL) /* 空树 */  
        return NULL;  
    for(i=1;i<=MAX_TREE_SIZE-1;i++)  
        if(T[i]==e&&i%2) /* 找到e且其序号为奇数(是左孩子) */  
            return T[i+1];  
    return NULL; /* 没找到e */  
}  
/* PreOrderTraverse()调用 */  
void PreTraverse(SqBiTree T,int e)  
{   
    visit(T[e]);  
    if(T[2*e+1]!=NULL) /* 左子树不空 */  
        PreTraverse(T,2*e+1);  
    if(T[2*e+2]!=NULL) /* 右子树不空 */  
        PreTraverse(T,2*e+2);  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树存在 */  
/* 操作结果: 先序遍历T。 */  
Status PreOrderTraverse(SqBiTree T)  
{   
    if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */  
     PreTraverse(T,0);  
    printf("\n");  
    return OK;  
}  
  
/* InOrderTraverse()调用 */  
void InTraverse(SqBiTree T,int e)  
{   
    if(T[2*e+1]!=NULL) /* 左子树不空 */  
        InTraverse(T,2*e+1);  
    visit(T[e]);  
    if(T[2*e+2]!=NULL) /* 右子树不空 */  
        InTraverse(T,2*e+2);  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树存在 */  
/* 操作结果: 中序遍历T。 */  
Status InOrderTraverse(SqBiTree T)  
{   
    if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */  
        InTraverse(T,0);  
    printf("\n");  
    return OK;  
}  
  
/* PostOrderTraverse()调用 */  
void PostTraverse(SqBiTree T,int e)  
{   
    if(T[2*e+1]!=NULL) /* 左子树不空 */  
        PostTraverse(T,2*e+1);  
    if(T[2*e+2]!=NULL) /* 右子树不空 */  
        PostTraverse(T,2*e+2);  
    visit(T[e]);  
}  
  
/* 初始条件: 二叉树T存在 */  
/* 操作结果: 后序遍历T。 */  
Status PostOrderTraverse(SqBiTree T)  
{   
    if(!BiTreeEmpty(T)) /* 树不空 */  
        PostTraverse(T,0);  
    printf("\n");  
    return OK;  
}  
  
/* 层序遍历二叉树 */  
void LevelOrderTraverse(SqBiTree T)  
{   
    int i=MAX_TREE_SIZE-1,j;  
    while(T[i]==NULL)  
        i--; /* 找到最后一个非空结点的序号 */  
    for(j=0;j<=i;j++)  /* 从根结点起,按层序遍历二叉树 */  
        if(T[j]!=NULL)  
            visit(T[j]); /* 只遍历非空的结点 */  
    printf("\n");  
}  
  
/* 逐层、按本层序号输出二叉树 */  
void Print(SqBiTree T)  
{   
    int j,k;  
    Position p;  
    TElemType e;  
    for(j=1;j<=BiTreeDepth(T);j++)  
    {  
        printf("第%d层: ",j);  
        for(k=1;k<=powl(2,j-1);k++)  
        {  
            p.level=j;  
            p.order=k;  
            e=Value(T,p);  
            if(e!=NULL)  
                printf("%d:%d ",k,e);  
        }  
        printf("\n");  
    }  
}  
int main()  
{  
    Status i;  
    Position p;  
    TElemType e;  
    SqBiTree T;  
    InitBiTree(T);  
    CreateBiTree(T);  
    printf("建立二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));  
    i=Root(T,&e);  
    if(i)  
        printf("二叉树的根为：%d\n",e);  
    else  
        printf("树空，无根\n");  
    printf("层序遍历二叉树:\n");  
    LevelOrderTraverse(T);  
    printf("前序遍历二叉树:\n");  
    PreOrderTraverse(T);  
    printf("中序遍历二叉树:\n");  
    InOrderTraverse(T);  
    printf("后序遍历二叉树:\n");  
    PostOrderTraverse(T);  
    printf("修改结点的层号3本层序号2。");  
    p.level=3;  
    p.order=2;  
    e=Value(T,p);  
    printf("待修改结点的原值为%d请输入新值:50 ",e);  
    e=50;  
    Assign(T,p,e);  
    printf("前序遍历二叉树:\n");  
    PreOrderTraverse(T);  
    printf("结点%d的双亲为%d,左右孩子分别为",e,Parent(T,e));  
    printf("%d,%d,左右兄弟分别为",LeftChild(T,e),RightChild(T,e));  
    printf("%d,%d\n",LeftSibling(T,e),RightSibling(T,e));  
    ClearBiTree(T);  
    printf("清除二叉树后,树空否？%d(1:是 0:否) 树的深度=%d\n",BiTreeEmpty(T),BiTreeDepth(T));  
    i=Root(T,&e);  
    if(i)  
        printf("二叉树的根为：%d\n",e);  
    else  
        printf("树空，无根\n");  
    system("pause");  
    return 0;  
}