hello-algo/codes/c/chapter_tree/array_binary_tree.c

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C
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/**
* File: array_binary_tree.c
* Created Time: 2023-07-29
* Author: Gonglja (glj0@outlook.com)
*/
#include "../utils/common.h"
2023-08-04 05:25:22 +08:00
/* 数组表示下的二叉树类 */
typedef struct {
vector *tree;
} ArrayBinaryTree;
2023-08-04 05:25:22 +08:00
/* 构造函数 */
ArrayBinaryTree *newArrayBinaryTree(vector *arr) {
ArrayBinaryTree *newABT = malloc(sizeof(ArrayBinaryTree));
newABT->tree = arr;
return newABT;
}
/* 节点数量 */
int size(ArrayBinaryTree *abt) {
return abt->tree->size;
}
/* 获取索引为 i 节点的值 */
int val(ArrayBinaryTree *abt, int i) {
// 若索引越界,则返回 INT_MAX ,代表空位
if (i < 0 || i >= size(abt))
return INT_MAX;
return *(int *)abt->tree->data[i];
}
/* 获取索引为 i 节点的左子节点的索引 */
int left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/* 获取索引为 i 节点的右子节点的索引 */
int right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
/* 获取索引为 i 节点的父节点的索引 */
int parent(int i) {
return (i - 1) / 2;
}
/* 深度优先遍历 */
void dfs(ArrayBinaryTree *abt, int i, const char *order, vector *res) {
// 若为空位,则返回
if (val(abt, i) == INT_MAX)
return;
// 前序遍历
if (strcmp(order, "pre") == 0) {
int tmp = val(abt, i);
vectorPushback(res, &tmp, sizeof(tmp));
}
dfs(abt, left(i), order, res);
// 中序遍历
if (strcmp(order, "in") == 0) {
int tmp = val(abt, i);
vectorPushback(res, &tmp, sizeof(tmp));
}
dfs(abt, right(i), order, res);
// 后序遍历
if (strcmp(order, "post") == 0) {
int tmp = val(abt, i);
vectorPushback(res, &tmp, sizeof(tmp));
}
}
/* 层序遍历 */
vector *levelOrder(ArrayBinaryTree *abt) {
vector *res = newVector();
// 直接遍历数组
for (int i = 0; i < size(abt); i++) {
if (val(abt, i) != INT_MAX) {
int tmp = val(abt, i);
vectorPushback(res, &tmp, sizeof(int));
}
}
return res;
}
/* 前序遍历 */
vector *preOrder(ArrayBinaryTree *abt) {
vector *res = newVector();
dfs(abt, 0, "pre", res);
return res;
}
/* 中序遍历 */
vector *inOrder(ArrayBinaryTree *abt) {
vector *res = newVector();
dfs(abt, 0, "in", res);
return res;
}
/* 后序遍历 */
vector *postOrder(ArrayBinaryTree *abt) {
vector *res = newVector();
dfs(abt, 0, "post", res);
return res;
}
/* 打印向量中的元素 */
void printFunc(vector *v, void *p) {
int *val = p;
printf("%d", *val);
}
/* Driver Code */
int main() {
// 初始化二叉树
// 使用 INT_MAX 代表空位 nullptr
int arr[] = {1, 2, 3, 4, INT_MAX, 6, 7, 8, 9, INT_MAX, INT_MAX, 12, INT_MAX, INT_MAX, 15};
TreeNode *root = arrToTree(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
printf("\n初始化二叉树\n");
printf("二叉树的数组表示:\n");
printArray(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
printf("二叉树的链表表示:\n");
printTree(root);
vector *vArr = newVector();
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++) {
vectorPushback(vArr, &arr[i], sizeof(int));
}
// 数组表示下的二叉树类
ArrayBinaryTree *abt = newArrayBinaryTree(vArr);
// 访问节点
int i = 1;
int l = left(i), r = right(i), p = parent(i);
2023-09-17 01:13:15 +08:00
printf("\n当前节点的索引为 %d ,值为 %d\n", i, val(abt, i));
printf("其左子节点的索引为 %d ,值为 %d\r\n", l, val(abt, l));
printf("其右子节点的索引为 %d ,值为 %d\r\n", r, val(abt, r));
printf("其父节点的索引为 %d ,值为 %d\r\n", p, val(abt, p));
// 遍历树
vector *res = levelOrder(abt);
printf("\n层序遍历为: ");
printVector(res, printFunc);
delVector(res);
res = preOrder(abt);
printf("前序遍历为: ");
printVector(res, printFunc);
delVector(res);
res = inOrder(abt);
printf("中序遍历为: ");
printVector(res, printFunc);
delVector(res);
res = postOrder(abt);
printf("后序遍历为: ");
printVector(res, printFunc);
delVector(res);
return 0;
}