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4.3 KiB
C
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C
/**
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* File: array_binary_tree.c
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* Created Time: 2023-07-29
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* Author: Gonglja (glj0@outlook.com)
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*/
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#include "../utils/common.h"
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/* 陣列表示下的二元樹結構體 */
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typedef struct {
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int *tree;
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int size;
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} ArrayBinaryTree;
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/* 建構子 */
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ArrayBinaryTree *newArrayBinaryTree(int *arr, int arrSize) {
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ArrayBinaryTree *abt = (ArrayBinaryTree *)malloc(sizeof(ArrayBinaryTree));
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abt->tree = malloc(sizeof(int) * arrSize);
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memcpy(abt->tree, arr, sizeof(int) * arrSize);
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abt->size = arrSize;
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return abt;
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}
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/* 析構函式 */
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void delArrayBinaryTree(ArrayBinaryTree *abt) {
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free(abt->tree);
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free(abt);
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}
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/* 串列容量 */
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int size(ArrayBinaryTree *abt) {
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return abt->size;
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}
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/* 獲取索引為 i 節點的值 */
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int val(ArrayBinaryTree *abt, int i) {
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// 若索引越界,則返回 INT_MAX ,代表空位
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if (i < 0 || i >= size(abt))
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return INT_MAX;
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return abt->tree[i];
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}
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/* 獲取索引為 i 節點的左子節點的索引 */
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int left(int i) {
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return 2 * i + 1;
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}
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/* 獲取索引為 i 節點的右子節點的索引 */
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int right(int i) {
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return 2 * i + 2;
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}
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/* 獲取索引為 i 節點的父節點的索引 */
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int parent(int i) {
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return (i - 1) / 2;
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}
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/* 層序走訪 */
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int *levelOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
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int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
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int index = 0;
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// 直接走訪陣列
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for (int i = 0; i < size(abt); i++) {
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if (val(abt, i) != INT_MAX)
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res[index++] = val(abt, i);
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}
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*returnSize = index;
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return res;
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}
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/* 深度優先走訪 */
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void dfs(ArrayBinaryTree *abt, int i, char *order, int *res, int *index) {
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// 若為空位,則返回
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if (val(abt, i) == INT_MAX)
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||
return;
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// 前序走訪
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if (strcmp(order, "pre") == 0)
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res[(*index)++] = val(abt, i);
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||
dfs(abt, left(i), order, res, index);
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||
// 中序走訪
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||
if (strcmp(order, "in") == 0)
|
||
res[(*index)++] = val(abt, i);
|
||
dfs(abt, right(i), order, res, index);
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||
// 後序走訪
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||
if (strcmp(order, "post") == 0)
|
||
res[(*index)++] = val(abt, i);
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||
}
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/* 前序走訪 */
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int *preOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
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int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
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int index = 0;
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dfs(abt, 0, "pre", res, &index);
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||
*returnSize = index;
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return res;
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}
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/* 中序走訪 */
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int *inOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
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int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
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||
int index = 0;
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||
dfs(abt, 0, "in", res, &index);
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||
*returnSize = index;
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return res;
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}
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/* 後序走訪 */
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int *postOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
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int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
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||
int index = 0;
|
||
dfs(abt, 0, "post", res, &index);
|
||
*returnSize = index;
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return res;
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||
}
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/* Driver Code */
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int main() {
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// 初始化二元樹
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// 使用 INT_MAX 代表空位 NULL
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int arr[] = {1, 2, 3, 4, INT_MAX, 6, 7, 8, 9, INT_MAX, INT_MAX, 12, INT_MAX, INT_MAX, 15};
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||
int arrSize = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
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||
TreeNode *root = arrayToTree(arr, arrSize);
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printf("\n初始化二元樹\n");
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printf("二元樹的陣列表示:\n");
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printArray(arr, arrSize);
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printf("二元樹的鏈結串列表示:\n");
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printTree(root);
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ArrayBinaryTree *abt = newArrayBinaryTree(arr, arrSize);
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// 訪問節點
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int i = 1;
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int l = left(i), r = right(i), p = parent(i);
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printf("\n當前節點的索引為 %d,值為 %d\n", i, val(abt, i));
|
||
printf("其左子節點的索引為 %d,值為 %d\n", l, l < arrSize ? val(abt, l) : INT_MAX);
|
||
printf("其右子節點的索引為 %d,值為 %d\n", r, r < arrSize ? val(abt, r) : INT_MAX);
|
||
printf("其父節點的索引為 %d,值為 %d\n", p, p < arrSize ? val(abt, p) : INT_MAX);
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||
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// 走訪樹
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int returnSize;
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int *res;
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res = levelOrder(abt, &returnSize);
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printf("\n層序走訪為: ");
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printArray(res, returnSize);
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free(res);
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res = preOrder(abt, &returnSize);
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||
printf("前序走訪為: ");
|
||
printArray(res, returnSize);
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||
free(res);
|
||
|
||
res = inOrder(abt, &returnSize);
|
||
printf("中序走訪為: ");
|
||
printArray(res, returnSize);
|
||
free(res);
|
||
|
||
res = postOrder(abt, &returnSize);
|
||
printf("後序走訪為: ");
|
||
printArray(res, returnSize);
|
||
free(res);
|
||
|
||
// 釋放記憶體
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||
delArrayBinaryTree(abt);
|
||
return 0;
|
||
}
|