二叉树的操作

1.头文件

#ifndef BINARYTREE_H
#define BINARYTREE_H

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <math.h>

typedef int Status;

#define OK 0
#define ERROR -1

typedef struct tree{
	char data;
	struct tree* lchild; // 左子树
	struct tree* rchild; // 右子树
}*binaryTree, treeNode;

#define PRETRAVERSE  {printf("PRETRAVERSE:  ");preOrder(root); printf(", LINE: %d\n", __LINE__);}
#define INTRAVERSE   {printf("INTRAVERSE:   ");inOrder(root);  printf(", LINE: %d\n", __LINE__);}
#define POSTTRAVERSE {printf("POSTTRAVERSE: ");postOrder(root);printf(", LINE: %d\n", __LINE__);}

#define FREE printf("FREE: %s-%d\n",(freeBinaryTree(&root) == 0)?"SUCCESS":"NULL", __LINE__);

/*
创建结点
@param data 结点数据
@return 结点指针
*/
treeNode* createNode(char data);

/*
二叉树创建
@param root 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败 
*/
Status createBinaryTree(binaryTree* root);

/*
二叉树前序遍历
@param root 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败 
*/
Status preOrder(binaryTree root);

/*
二叉树后序遍历
@param root: 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败 
*/
Status postOrder(binaryTree root);

/*
二叉树中序遍历
@param root: 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败 
*/
Status inOrder(binaryTree root);

/*
二叉树深度
@param root: 二叉树根结点
@return 二叉树深度
*/
int binaryTreeDepth(binaryTree root);

/*
二叉树各度数的结点个数
@param root: 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败
*/
Status binaryTreeDegree(binaryTree root, int* n0, int* n1, int* n2);

/*
二叉树的释放
@param root: 二叉树根结点
@return OK：成功， ERROR：失败
*/
Status freeBinaryTree(binaryTree* root);

#endif

2.源文件

#include "binarytree.h"

int main(int argc, char const *argv[])
{
    binaryTree root = NULL;
    createBinaryTree(&root);
    PRETRAVERSE;
    INTRAVERSE;
    POSTTRAVERSE;
    printf("DEPTH: %d\n", binaryTreeDepth(root));

    int n0 = 0, n1 = 0, n2 = 0;
    if(!binaryTreeDegree(root, &n0, &n1, &n2))
        printf("n0:%d, n1:%d, n2:%d\n", n0, n1, n2);
    
    FREE;
    return 0;
}

treeNode* createNode(char data)
{
    treeNode* node = (treeNode*)malloc(sizeof(treeNode));
    if(node == NULL)
        return NULL;

    node->data = data;
    node->lchild = NULL;
    node->rchild = NULL;

    return node;
}

Status createBinaryTree(binaryTree* root)
{
    if(*root != NULL)
        return ERROR;
    
    char c = 0;
    printf("Please input data( '#' stands for end):");
    scanf(" %c", &c);
    if(c == '#')
        return OK;
    else 
    {
        treeNode* newnode = createNode(c);
        if(newnode == NULL)
            return ERROR;
        
        *root = newnode;
        if (createBinaryTree(&newnode->lchild) != OK)  // 递归创建左子树
            return ERROR;
        if (createBinaryTree(&newnode->rchild) != OK)  // 递归创建右子树
            return ERROR;
        return OK;
    }
}

Status preOrder(binaryTree root)
{
    if(root == NULL)
        return ERROR;
    
    printf("%c", root->data);
    preOrder(root->lchild);
    preOrder(root->rchild);
    return OK;
}

Status postOrder(binaryTree root)
{
    if(root == NULL)
        return ERROR;
    
    postOrder(root->lchild);
    postOrder(root->rchild);
    printf("%c", root->data);
    return OK;
}

Status inOrder(binaryTree root)
{
    if(root == NULL)
        return ERROR;
    
    inOrder(root->lchild);
    printf("%c", root->data);
    inOrder(root->rchild);
    return OK;
}

int binaryTreeDepth(binaryTree root)
{
    if(root == NULL)
        return 0;
    else
    {
        int ldepth = binaryTreeDepth(root->lchild);
        int rdepth = binaryTreeDepth(root->rchild);
        return (ldepth > rdepth) ? (ldepth + 1) : (rdepth + 1);
    }
}

Status binaryTreeDegree(binaryTree root, int* n0, int* n1, int* n2)
{
	if(NULL == root)
		return OK;
    
	if(root->rchild && root->rchild)
		(*n2)++;
	else if(!root->rchild && !root->rchild)
		(*n0)++;
	else
		(*n1)++;
	binaryTreeDegree(root->lchild,n0,n1,n2);
	binaryTreeDegree(root->rchild,n0,n1,n2);
	return OK;
}

Status freeBinaryTree(binaryTree* root)
{
	if(NULL == *root)
		return OK;
    
	freeBinaryTree(&(*root)->lchild);
	freeBinaryTree(&(*root)->rchild);
	free(*root);*root=NULL;
    return OK;
}