データ構造とアルゴリズム実験実験6:二叉木ADTの二叉鎖式実現(完全な前順シーケンスから二叉木を作成／二叉木のノード数を求める／樹高／葉ノード数／先順中順後順層シーケンス遍歴)

二叉数のデータ要素を文字と仮定し,二叉チェーンストレージ構造を採用する.二叉木の作成、二叉木の遍歴(深さ、広さ)、二叉木の深さ(高さ)の求め、二叉木の要素個数の計算、二叉木の葉数の計算、二叉木のフォーマット出力など、二叉木ADTを符号化して実装してください.
入力した記号に基づいて、対応する操作を実行します.次のようになります.
C:ツリーを作成し、「Created success!」を正常に出力します.2つの作成アルゴリズムの実装が要求される.「1」と入力すると、完全前系列に基づいて二叉木が作成され、#は空のノード(空のサブツリー)を表し、次の行は二叉木の完全前系列を入力します.「2」と入力すると、二叉木の前系列と中系列に基づいて二叉木が作成され、後ろに3行あり、それぞれ要素の個数、前系列と中系列を入力します.
H:二叉木の高さを求める;出力:Height=高さL:ツリーの葉数を計算する;出力:Leaves=リーフ数
N:ツリー内の要素の合計個数を計算する.出力:Nodes=ノード数
1:二叉木を順に遍歴する.出力:Preorder is:シーケンス.
2:中順に二叉木を遍歴する.出力:Inorder is:シーケンス.
3:後順に二叉木を遍歴する.出力:Postorder is:シーケンス.
4:広さは二叉木を遍歴する.出力:BFSorder is:シーケンス.
F:検索値xのノード数;出力:The count of x is個数.
P:すべてのノードをディレクトリ縮尺テキスト形式で出力します.出力:The tree is:(改行、次の行は出力のツリー)
X:終了
テスト例:入力:test 1:

C
1
ABC##DE#G##F###
H
L
N
1
2
3
4
F
A
P
X

result1:

Created success!
Height=5
Leaves=3
Nodes=7
Preorder is:A B C D E G F .
Inorder is:C B E G D F A .
Postorder is:C G E F D B A .
BFSorder is:A B C D E F G .
The count of A is 1
The tree is:
A
  B
    C
    D
      E
        G
      F

test2:

C
1
+-*1##2##-3##4##/+5##6##*7##8##
H
L
N
1
2
3
4
F
+
P
X

result2:

Created success!
Height=4
Leaves=8
Nodes=15
Preorder is:+ - * 1 2 - 3 4 / + 5 6 * 7 8 .
Inorder is:1 * 2 - 3 - 4 + 5 + 6 / 7 * 8 .
Postorder is:1 2 * 3 4 - - 5 6 + 7 8 * / + .
BFSorder is:+ - / * - + * 1 2 3 4 5 6 7 8 .
The count of + is 2
The tree is:
+
  -
    *
      1
      2
    -
      3
      4
  /
    +
      5
      6
    *
      7
      8

test3:

C
2
6
abdcef
dbaecf
H
L
N
1
2
3
4
F
+
P
X

result3:

Created success!
Height=3
Leaves=3
Nodes=6
Preorder is:a b d c e f .
Inorder is:d b a e c f .
Postorder is:d b e f c a .
BFSorder is:a b c d e f .
The count of + is 0
The tree is:
a
  b
    d
  c
    e
    f

タイトル:タイトルの中で理解しにくいのはその“P”です:“ディレクトリの縮尺のテキストの形式ですべてのノードを出力します”、サンプルを観察して私達は発見することができます:行の出力の順序によって見て、実は先のルートの順序の順で出力して、それから各ノードの前で現在のノードのありかの層の数l*2-2のスペースを持ちます
構想:先序と中序のシーケンスから木を建てるのはこの文章を参考にすることができて、ノードの数は私たちが木を建てる時に求めることができて、葉の数と木の高さは層序の遍歴を使って求めることができて、検索操作も層序の遍歴を通じて完成することができます.

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

struct node
{
    char x;
    node* lson;
    node* rson;
    int l;
    node(){l=-1;}
};

char pre[1000],in[1000];
int Height=0,Nodes=0,Leaves=0;
void creat(node* &root,int l)///        
{
    root=new node;
    char c;cin>>c;
    if(c=='#') root=NULL;
    else
    {
        root->x=c;
        Nodes++;
        Height=max(l,Height);///    
        creat(root->lson,l+1);
        creat(root->rson,l+1);
    }
}

node* recreat(int prel,int prer,int inl, int inr)///      
{
    if(prel>prer) return NULL;
    node *root=new node;
    root->x=pre[prel];
    int k;
    for(k=inl;k<inr;k++)
    {
        if(in[k]==pre[prel])
            break;
    }
    int num=k-inl;
    root->lson=recreat(prel+1,prel+1+num-1,inl,k-1);
    root->rson=recreat(prel+num+1,prer,k+1,inr);
    return root;
}

void order(node* Node,int type)///      
{
    if(Node==NULL) return;
    if(type==1)cout<<Node->x<<" ";
    order(Node->lson,type);
    if(type==2)cout<<Node->x<<" ";
    order(Node->rson,type);
    if(type==3)cout<<Node->x<<" ";
}

int Findcnt=0;
char sign;
void LayerOrder(node* e,int type)///type=0        ，type=1      ，type=2  sign   
{
    if(type==1) cout<<"BFSorder is:";
    if(e==NULL) return;
    e->l=1;
    queue<node*> q;
    q.push(e);
    while(!q.empty())
    {
        node* temp=q.front();
        if(type==2&&temp->x==sign) Findcnt++;
        q.pop();
        if(type==1)printf("%c ",temp->x);
        if(temp->lson)
        {
            temp->lson->l=temp->l+1;
            if(type==1)Height=max(Height,temp->lson->l);
            q.push(temp->lson);
        }
        if(temp->rson)
        {
            temp->rson->l=temp->l+1;
            if(type==0)Height=max(Height,temp->rson->l);
            q.push(temp->rson);
        }
        if(type==0&&!temp->rson&&!temp->lson)///      ，       
            Leaves++;
    }
    if(type==1) cout<<".
";
    return;
}

void Porder(node* Node)///               
{
    if(Node==NULL) return;
    for(int i=1;i<=Node->l*2-2;i++) cout<<' ';
    cout<<Node->x<<'
';
    Porder(Node->lson);
    Porder(Node->rson);
}

int main()
{
    node* root;
    char c;
    for(int i=1;i<=11;i++)
    {
        cin>>c;
        if(c=='C')
        {
            Nodes=Leaves=Height=0;
            int t;cin>>t;
            if(t==1)  creat(root,1);
            if(t==2)
            {
                int n;cin>>n;Nodes=n;
                for(int i=0;i<n;i++) cin>>pre[i];
                for(int i=0;i<n;i++) cin>>in[i];
                root=recreat(0,n-1,0,n-1);///     (0,n-1),  (0,n);    0  
            }
            LayerOrder(root,0);///        
            cout<<"Created success!"<<endl;
        }
        if(c=='H') cout<<"Height="<<Height<<endl;
        if(c=='L') cout<<"Leaves="<<Leaves<<endl;
        if(c=='N') cout<<"Nodes="<<Nodes<<endl;
        if(c=='1'||c=='2'||c=='3')
        {
            if(c=='1')cout<<"Preorder is:";
            if(c=='2')cout<<"Inorder is:";
            if(c=='3')cout<<"Postorder is:";
            order(root,c-'0');
            cout<<".
";
        }
        if(c=='4') LayerOrder(root,1);
        if(c=='F')
        {
            cin>>sign;
            Findcnt=0;
            LayerOrder(root,2);
            cout<<"The count of "<<sign<<" is "<<Findcnt<<endl;
        }
        if(c=='P')
        {
            cout<<"The tree is:"<<endl;
            Porder(root);
        }
        if(c=='X')return 0;
    }
    return 0;
}