Question

我正在寻找一种方法来按照外观的顺序将字符串填充到我的二叉树中，并按照我将它们输入到树中的顺序访问它们。我只是想不出一种方法来创建这样一棵树。

我被赋予了一个根节点，它分成两个分支，分支本身也创建了两个分支。等等。我想要的只是创建一个树，按照我输入它们的顺序保存我的输入，如果这是有道理的。

我希望树看起来像这样：

    A
   / \
  B   C
 / \ / \
 D E F G

A，B，C，D，E，F，G等是我需要存储在树中的随机文件名。如何按照它们出现的顺序在二叉树中存储随机字符串？做这种事的最好方法是什么？任何帮助将不胜感激。

这是我用C编写的代码，但它似乎不起作用。右手边搞砸了，并存放在第一片B叶之后。使用注释的printf函数，您可以看到它产生了分段错误。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

struct node
{
  char *titel;
  struct node *A;
  struct node *B;
};

int bitPos (int n)
{
  return n & -n;
}

void display(struct node *leaf)
{
if (leaf != NULL)
{
    display(leaf->A);
    printf("%s\n",leaf->titel);
    display(leaf->B);
}
}

void insert(char* titel, struct node **leaf, int nodeCount, int bitPos)
{
if (*leaf == 0)
{
  *leaf = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
  (*leaf)->titel = malloc(strlen(titel)+1);
  strcpy((*leaf)->titel,titel);
  (*leaf)->A = NULL;
  (*leaf)->B = NULL;
}
else
{
 int currentBit = (nodeCount >> bitPos) & 1;
 if (currentBit == 0) {
   // insert to left
   insert(titel, &((*leaf)->A), nodeCount, bitPos - 1);
 }
 else
 {
   // insert to right
   insert(titel, &((*leaf)->B), nodeCount, bitPos - 1);
 }
}
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
  struct node *root = 0;
  insert("root",&root,1,bitPos(1));
  insert("chapter_1A",&root,2,bitPos(2));
  insert("chapter_1B",&root,3,bitPos(3));
  insert("chapter_2A",&root,4,bitPos(4));
  insert("chapter_2B",&root,5,bitPos(5));
  insert("chapter_3A",&root,6,bitPos(6));
  insert("chapter_3B",&root,7,bitPos(7));
  insert("chapter_4A",&root,8,bitPos(8));
  insert("chapter_4B",&root,9,bitPos(9));
  display(root);
  //printf("%s\n",root->B->A->titel);
  return 0;
}

输入：输入如主函数中所示。

root => chapter_1A => chapter_1B => chapter_2A => chapter_2B and so on.

应该是输出（没有章节_）：

        root
       /    \
     1A     1B
    /  \    / \
   2A  2B  3A 3B
  /  \
 4A  4B

使用显示功能的程序的实际输出：

chapter_4B
chapter_4A
chapter_2B
chapter_2A
chapter_1A
root
chapter_1B
chapter_3A
chapter_3B

Answer 1

将二叉树用于此特定目的绝对没有意义。但是，我知道有几种情况，其中有序和存储顺序indexing是有用的，这实际上导致了在这种特殊情况下的解决方案。这是：

如果您的二进制树具有N个第一级（因此2个^N -1个节点）并且第N + 1级中的K个最左侧节点已填充，则下一个空闲节点的路径由K给出，从最高有效位设置读取到最低有效位，零表示左子节点，一个右子节点。

你可能不会相信，但这是真的;关键点在于K从0变化到2 ^N -1。让我帮助您验证上述声明，并解决上述问题。

首先，让我们定义一些辅助函数。

让BITS(n)返回n中的位数，ceil(log(n)/log(2))的无符号整数（精确）版本。一个简单的C实现是

size_t BITS(size_t value)
{
    size_t  result = 0;
    while (value) {
        result++;
        value >>= 1;
    }
    return result;
}

让REV(v, n)返回n的位反转值 - 位数v。例如，REV(1, 1) = 1，REV(1, 2) = 2，REV(1, 4) = 8，REV(7, 3) = 7等。（这里，＆＃34;位反转＆＃34;表示010011 _B到110010 _B二进制，因此REV(19,6) = 50。）C中的简单通用实现是

size_t REV(size_t value, size_t bits)
{
    size_t  result = 0;
    while (bits-->0) {
        result = (result << 1) | (value & 1);
        value >>= 1;
    }
    return result;
}

让FBT(n)生成OEIS A092323整数序列;即FBT(0) = 0，FBT(1) = 1，FBT(2) = 1，FBT(3) = 3，FBT(4) = 3，FBT(5) = 3，FBT(6) = 3，FBT(7) = 7和等等。该名称是＆＃34;完整二叉树＆＃34;的首字母缩写，表示最多具有n个节点的完整二叉树的大小。对于无符号32位n，FBT(n)可以在C中实现为

uint32_t set_low_bits(uint32_t u)
{
    u |= u >> 1;
    u |= u >> 2;
    u |= u >> 4;
    u |= u >> 8;
    u |= u >> 16;
    /* Add u |= u >> 32; for 64-bit u */
    return u;
}

uint32_t FBT(uint32_t n)
{
    return set_low_bits((n + 1) >> 1);
}

如果树为空，则要添加的新节点当然是根节点。否则，我们假设您填充了count个节点。计算

full = FBT(count);
levels = BITS(full);
path = REV(count - full, levels);

此处，full是树中初始完整级别中的节点数。 levels是添加新节点时树中的级别数;即，一个加上添加新节点之前树中的满级数。在添加新节点之前，最终级别中最左侧有count - full个节点。 path是从root到要添加的新节点的路径，从最低有效位向上读取，零表示左子节点，1右子节点。

所以，让我们假设你有一个非空树，其根目录为root，新节点为newnode，临时节点指针parent，以及前面提到的三个无符号整数变量。要将newnode添加到非空树，请执行

    parent = root;
    while (levels-->1) {
        if (path & 1)
            parent = parent->right;
        else
            parent = parent->left;
        path >>= 1; /* Equivalent to path = path / 2; */
    }

    if (path & 1)
        parent->right = newnode;
    else
        parent->left = newnode;

请注意，我已经验证了逻辑与测试程序一起工作，但是为了确保我没有给任何人做作业，而是帮助他们学习，我在这里复制粘贴了有趣的小块。因此，可能存在复制粘贴错误。如果您发现任何一个，或怀疑您找到了，请在评论中告诉我，我会验证并修复。

为了测试实现此类的树和图算法和程序，我建议在Graphviz DOT language中输出数据;一种简单的文本语言，您可以通过指定节点关系来绘制图形或树。将输出重定向到文件，并将文件提供给dot，您可以获得树的漂亮图形表示。

这是一个简单的示例，它将.dot文件保存到命名文件，以便在所有操作系统中使用：

struct node {
    struct node *left;
    struct node *right;
    char        *value;
};

static void dot_node_recurse(FILE *out, struct node *at)
{
    fprintf(out, "\t\"%p\" [ label=\"%s\" ];\n", (void *)at, at->value);
    if (at->left) {
        dot_node_recurse(out, at->left);
        fprintf(out, "\t\"%p\" -> \"%p\";\n", (void *)at, (void *)(at->left));
    }
    if (at->right) {
        dot_node_recurse(out, at->right);
        fprintf(out, "\t\"%p\" -> \"%p\";\n", (void *)at, (void *)(at->right));
    }
}

int dot_node(const char *filename, struct node *root)
{
    FILE *out;

    if (!filename || !filename[0])
        return -2; /* NULL or empty filename */
    if (!root)
        return -3; /* No tree to save */

    out = fopen(filename, "w");
    if (!out)
        return -1; /* Cannot open file (for writing) */

    fprintf(out, "digraph {\n");
    dot_node_recurse(out, root);
    fprintf(out, "}\n");

    if (ferror(out)) {
        fclose(out);
        return -4; /* Write error */
    }
    if (fclose(out))
        return -4; /* Write error */

    return 0;
}

为什么我的二叉树没有正确填充？

1 个答案: