[树] 6.67 二元组创建树(孩子兄弟链表)

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题目来源:严蔚敏《数据结构》C语言版本习题册 6.67

【题目】6.67
假设以二元组(F,C)的形式输入一棵树的诸边(其中F表示双亲结点的标识,C表示孩子结点标识),且在输入的二元组序列C中,C是按层次顺序出现的。F='^'时C为根结点标识,若C也为‘^’,则表示输入结束。例如,如下所示树的输入序列为:
在这里插入图片描述
试编写算法,由输入的二元组序列建立该树的孩子-兄弟链表。

【答案】

/*---------------------------------
 |6.67 二元组(F,C)创建CSTree      |
 ---------------------------------*/
#define maxSize 50
Status CreateCSTreeByDuplet(CSTree *pT) {
	char input[5];
	CSNode *queue[maxSize];int front,rear;
	CSNode *p, *q;
	
	front=rear=0; //对队列初始化
	for (scanf("%s", input); input[1]!='^'; scanf("%s", input)) {
		//创建结点
		p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if (!p) exit(OVERFLOW);
		p->data=input[1];p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
		//入队列
		queue[rear]=p;rear=(rear+1)%maxSize;
		//找爸爸
		if (input[0]=='^') { //根结点-->不需要找爸爸
			*pT = p; //传出去
		} else {
			for (q=queue[front]; q->data!=input[0]; front=(front+1)%maxSize,q=queue[front]) ; //找爸爸
			//找哥哥
			if (!q->firstchild) q->firstchild=p; //它是最大的
			else { //它不是最大的
				for(q=q->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找最近的哥哥
				q->nextsibling = p; //和哥哥牵手
			}
		}
	}
	return OK;
}

【完整代码】

/*-------------------
 |树-孩子兄弟表达法 |
 -------------------*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

#ifndef BASE
#define BASE
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int bool;
#endif

#define TElemType char
typedef struct CSNode{
	TElemType data;
	struct CSNode *firstchild, *nextsibling;
}CSNode, *CSTree;



/*-------------------
 |6.59 输出T的所有边 |
 -------------------*/
void TreePrintEdge(CSTree T) {
	CSNode *p;
	for (p=T->firstchild; p; p=p->nextsibling) {
		printf("(%c,%c)\n", T->data, p->data); //输出T的孩子
		TreePrintEdge(p); //输出p的孩子
	}
}

/*-------------------------
 |6.60 统计叶子结点的个数 |
 -------------------------*/
int TreeLeafCnt(CSTree T) {
	// 树的叶子结点-->没有孩子
	int ret=0;
	CSNode *p;
	if (!T) return 0;
	else if (!T->firstchild) return 1;
	else {
		for (p=T->firstchild; p; p=p->nextsibling) ret += TreeLeafCnt(p);
		return ret;
	}
}


/*-------------------------
 |6.61 求树的度           |
 -------------------------*/
int TreeDegree(CSTree T) {
	// 最大的孩子数
	int max=-1;
	int cnt=0;
	CSNode *child;
	if (!T) return -1; //空树
	else if (!T->firstchild) return 0; //只有一个根结点,度为0
	else {
		for (cnt=0,child=T->firstchild; child; child=child->nextsibling) cnt++; //求自己的度
		max = cnt; //当前的最大值
		for (child=T->firstchild; child; child=child->nextsibling) {
			cnt = TreeDegree(child);
			if (cnt>max) max=cnt;
		}
		return max;
	}
}

/*-------------------------
 |6.62 求树的深度         |
 -------------------------*/
int TreeDepth(CSTree T) {
	int h1,h2;
	if (!T) return 0;
	else {
		h1 = TreeDepth(T->firstchild)+1; //T孩子的深度+1
		h2 = TreeDepth(T->nextsibling); //T兄弟的深度
		return h1>h2 ? h1 : h2;
	}
}

/*---------------------------------
 |6.66 双亲表示法-->孩子兄弟表达式|
 ---------------------------------*/
#define MAX_TREE_SIZE 50

typedef struct PTNode{
	TElemType data;
	int parent; //双亲的位置域
}PTNode;
typedef struct{
	PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];
	int r,n;
}PTree;
CSTree CreateCSTreeByPTree(PTree T) {
	CSNode *tmp[MAX_TREE_SIZE]; //创建一个辅助的数组,仿照PTree结点的位置存放
	CSNode *p, *q;
	int i,parent;
	
	if (T.n<=0) return NULL;
	for (i=0; i<T.n; i++) { //双亲表按层序存储
		//创建新结点
		p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if(!p) exit(OVERFLOW);
		//赋值
		p->data = T.nodes[i].data;p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
		//连接
		parent=T.nodes[i].parent; //父亲
		if (parent!=-1) { //不是根结点
			if (tmp[parent]->firstchild==NULL) tmp[parent]->firstchild=p; //第一个孩子
			else { //不是第一个孩子
				for (q=tmp[parent]->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找到最后一个孩子
				q->nextsibling = p; //连接
			}
		}
		tmp[i]=p;
	}
	
	return tmp[0];
}

/*---------------------------------
 |6.67 二元组(F,C)创建CSTree      |
 ---------------------------------*/
#define maxSize 50
Status CreateCSTreeByDuplet(CSTree *pT) {
	char input[5];
	CSNode *queue[maxSize];int front,rear;
	CSNode *p, *q;
	
	front=rear=0; //对队列初始化
	for (scanf("%s", input); input[1]!='^'; scanf("%s", input)) {
		//创建结点
		p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if (!p) exit(OVERFLOW);
		p->data=input[1];p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
		//入队列
		queue[rear]=p;rear=(rear+1)%maxSize;
		//找爸爸
		if (input[0]=='^') { //根结点-->不需要找爸爸
			*pT = p; //传出去
		} else {
			for (q=queue[front]; q->data!=input[0]; front=(front+1)%maxSize,q=queue[front]) ; //找爸爸
			//找哥哥
			if (!q->firstchild) q->firstchild=p; //它是最大的
			else { //它不是最大的
				for(q=q->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找最近的哥哥
				q->nextsibling = p; //和哥哥牵手
			}
		}
	}
	return OK;
}



int main() {
/*6.57
测试数据一
^R
RA
RB
RC
AD
AE
CF
FG
FH
FI
^^
测试数据二:
^A
AB
AC
AD
CE
CF
^^
*/
	CSTree CST;
	int cnt;
	CreateCSTreeByDuplet(&CST);

	TreePrintEdge(CST); 

	cnt = TreeLeafCnt(CST); //6.60 叶子结点个数
	printf("TreeLeafCnt:%d\n", cnt);

	cnt = TreeDegree(CST); //6.61 树的度
	printf("TreeDegree:%d\n", cnt);

	cnt = TreeDepth(CST); //6.62 树的深度
	printf("TreeDepth:%d\n", cnt);

	return 0;
}

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