C语言：双亲表示法的树转化为孩子兄弟的二叉树，再转化回树

空间数据结构上机作业

上机要求：

读取文件中用双亲表达的树，打印出来；然后转化成链表的孩子兄弟的二叉树，打印；然后再转化成树

练习文本TreeByParent.txt附上：
0 10
R 0
A 1
B 1
C 1
D 2
E 2
F 4
G 7
H 7
K 7

DS init code 2024/4/27 by 废柴

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<memory.h>
const char* infilename = "D:\\c practice data\\TreeByParent.txt";
//定义双亲表示的树
typedef struct {
	char ch;
	int  parent;
}PTNode;
//定义孩子兄弟表示法的二叉树
typedef struct BTNode{
	char ch;
	BTNode* fchild;
	BTNode* nsbl;
}BTNode;
//1.从文件中读取文件创建树
PTNode*createPTree(const char* infilename, int* n);
//1.1打印树
void printPTree(PTNode nodes[], int n);
//2.转化为孩子兄弟的二叉树
BTNode* convertToB(PTNode nodes[],int n);
//3.打印二叉树
void printBTree(BTNode* root,int n);
//4.将孩子兄弟二叉树重新变成树
PTNode* recover(BTNode* root, int n);
int main() {
	int n = 0;
	PTNode*nodes= createPTree(infilename, &n);
	BTNode* root = convertToB(nodes, n);
	printf("convert to Binary Tree:\n");
	printBTree(root,n);
	PTNode* tree2 = recover(root, n);
	free(nodes);
	free(root);
	free(tree2);
	return 0;
}
//1.从文件中读取文件创建树
PTNode* createPTree(const char* infilename, int* n) {
	FILE* fp = fopen(infilename, "r");
	if (fp == NULL) {
		printf("file open error\n");
		return NULL;
	}
	char ch = 0;
	fscanf(fp, "%c %d\n", &ch, n);
	PTNode* nodes = (PTNode*)malloc(sizeof(PTNode) * (*n));
	memset(nodes, 0, sizeof(PTNode) * (*n));
	for (int i = 0; i < (*n); i++) {
		char ch;
		int parent;
		fscanf(fp, "%c %d\n", &ch, &parent);
		nodes[i].ch = ch;
		nodes[i].parent = parent-1;
	}
	fclose(fp);
	printPTree(nodes, (*n));
	return nodes;

}
//1.1打印树
void printPTree(PTNode*nodes, int n) {
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		printf("%d value:%c parent:%d\n",i, nodes[i].ch, nodes[i].parent);
	}
	return;
}
//2.转化为孩子兄弟的二叉树
BTNode* convertToB(PTNode nodes[], int n) {
	BTNode* tree = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode) * n);
	memset(tree, 0, sizeof(BTNode) * n);
	//创建结点并建立父子关系
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		BTNode* temp = &tree[i];
		temp->ch = nodes[i].ch;
		//判断是否是根结点
		if (nodes[i].parent != -1) {
			BTNode* parent = &tree[nodes[i].parent];
			//存储当前结点的parent
			//继续判断是否是fchild
			if (parent->fchild == NULL) {
				parent->fchild = temp;
			}
			else {
				//此时不是第一个孩子，那就要循环找到最后一个哥哥
				BTNode* sibling = parent->fchild;
				while (sibling->nsbl != NULL) {
					sibling = sibling->nsbl;
				}sibling->nsbl = temp;
			}
		}
	}
	//找到根节点返回
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		if (nodes[i].parent == -1) {
			return &tree[i];
		}
	}
	return NULL;
}
//3.打印二叉树
void printBTree(BTNode* T ,int n) {
	if (T == NULL) {
		printf("空\n");
		return;
	}
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		printf("%d value:%c ", i, T[i].ch);
		if (T[i].fchild != NULL) {
			printf("fchild->%c ", T[i].fchild->ch);
		}
		else printf("fchild->NULL ");
		if (T[i].nsbl != NULL) {
			printf("nsbl->%c\n", T[i].nsbl->ch);
		}
		else printf("nsbl->NULL\n");
	}
	return;
}
//4.将孩子兄弟二叉树重新变成树
PTNode* recover(BTNode* root, int n) {
	PTNode* tree2 = (PTNode*)malloc(sizeof(PTNode) * n);
	memset(tree2, 0, sizeof(PTNode) * n);
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		tree2[i].ch = root[i].ch;
	}
	tree2[0].parent = -1;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		if (root[i].fchild != NULL){
		    for (int j = i + 1; j < n; j++) {
				if (root[j].ch == root[i].fchild->ch) {
					tree2[j].parent = i;
				}
				if (root[j].nsbl != NULL) {
					for (int q = j + 1; q < n; q++) {
						if (root[j].nsbl->ch == root[q].ch) {
							tree2[q].parent = tree2[j].parent;
						}
					}
				}
		    }    
		}
	}
	printPTree(tree2, n);
	return tree2;
}

调试结果

思考：

1.代码并没有实现链表存储形式的二叉树，使用的是顺序存储结构
尝试过的链式存储结构需要依靠同种结构的顺序存储数组来实现，打印也不方便
2.对二叉树重新转化树的方式过于冗长，时间复杂度较高，需要改进

强调：

从树转为二叉树，其逻辑思维是：
（1）是否是根结点
（2）如果不是根结点，那么说明有双亲
（3）找到双亲，双亲是否有fchild
（4）如果没有第一个孩子，当前结点是parent的fchild
（5）如果有第一个孩子，那当前结点是fchild的第几个nsbl
（6）想要找到当前结点的上一个兄弟，必须用while()找到parent已有的最后一个子结点

编程小白，恳请指正（doge）
留个坑：用递归做二叉树转树

下节预告：

哈夫曼编码