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一步一步寫算法(之排序二叉樹插入)

編輯:關於C語言

 

 【 聲明:版權所有,歡迎轉載,請勿用於商業用途。  聯系信箱:feixiaoxing @163.com】

 

 

 

 

    二叉樹的節點插入比較簡單。一般來說,二叉樹的插入主要分為以下兩個步驟:

 

    1) 對當前的參數進行判斷,因為需要考慮到頭結點,所以我們使用了指針的指針作為函數的輸入參數

 

    2) 分情況討論:

 

        如果原來二叉樹連根節點都沒有,那麼這個新插入的數據就是根節點;

 

        如果原來的二叉樹有根節點,那我們判斷這個數據是否存在過,如果存在,那麼返回;如果不存在,那麼繼續插入數據。

 

        那繼續插入的數據怎麼保存呢?又要分三種情況:

 

             1)如果插入的數據小於當前節點的數據,那麼往當前節點的左子樹方向繼續尋找插入位置

 

             2)如果插入的數據大於當前插入的位置,那麼往當前節點的右子樹方向繼續尋找插入位置

 

             3)如果方向當前的節點為空,那麼表示插入的位置找到了,插入數據即可

 

    算法說了這麼多,下面即開始練習我們的代碼:

 

    a)判斷輸入數據的合法性

 

 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    if(NULL == ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    return TRUE; 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       if(NULL == ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       return TRUE;

}    此時,可以用一個測試用例驗證一下

 

 

static void test1() 

    assert(FALSE == insert_node_into_tree(NULL, 10)); 

static void test1()

{

       assert(FALSE == insert_node_into_tree(NULL, 10));

}

 

    b)判斷當前根節點是否存在,修改代碼

 

 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    if(NULL == ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    if(NULL == *ppTreeNode){ 

        *ppTreeNode = (TREE_NODE*)create_tree_node(data); 

        assert(NULL != *ppTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       if(NULL == ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       if(NULL == *ppTreeNode){

              *ppTreeNode = (TREE_NODE*)create_tree_node(data);

              assert(NULL != *ppTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}    修改了代碼,少不了測試用例的添加。

 

 

static void test2() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(10 == pTreeNode->data); 

    free(pTreeNode); 

static void test2()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(10 == pTreeNode->data);

       free(pTreeNode);

}  

 

    c)上面考慮了沒有根節點的情況,那麼如果根節點存在呢?

 

 

STATUS _insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data, TREE_NODE* pParent) 

    if(NULL == *ppTreeNode){ 

        *ppTreeNode = create_tree_node(data); 

        assert(NULL != *ppTreeNode); 

        (*ppTreeNode)->parent = pParent; 

        return TRUE; 

    } 

 

    if(data < (*ppTreeNode)->data) 

        return _insert_node_into_tree(&(*ppTreeNode)->left_child, data, *ppTreeNode); 

    else 

        return _insert_node_into_tree(&(*ppTreeNode)->right_child, data, *ppTreeNode); 

}  

 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    if(NULL == ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    if(NULL == *ppTreeNode){ 

        *ppTreeNode = (TREE_NODE*)create_tree_node(data); 

        assert(NULL != *ppTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return _insert_node_into_tree(ppTreeNode, data, NULL); 

STATUS _insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data, TREE_NODE* pParent)

{

       if(NULL == *ppTreeNode){

              *ppTreeNode = create_tree_node(data);

              assert(NULL != *ppTreeNode);

              (*ppTreeNode)->parent = pParent;

              return TRUE;

       }

 

       if(data < (*ppTreeNode)->data)

              return _insert_node_into_tree(&(*ppTreeNode)->left_child, data, *ppTreeNode);

       else

              return _insert_node_into_tree(&(*ppTreeNode)->right_child, data, *ppTreeNode);

}

 

STATUS insert_node_into_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       if(NULL == ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       if(NULL == *ppTreeNode){

              *ppTreeNode = (TREE_NODE*)create_tree_node(data);

              assert(NULL != *ppTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return _insert_node_into_tree(ppTreeNode, data, NULL);

}

    上面的代碼已經考慮了不是根節點的情況。我們可以據此添加一個測試用例。

 

 

static void test3() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 9)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 8)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(9 == pTreeNode->data); 

    assert(8 == pTreeNode->left_child->data); 

    assert(10 == pTreeNode->right_child->data); 

    free(pTreeNode->left_child); 

    free(pTreeNode->right_child); 

    free(pTreeNode); 

static void test3()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 9));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 8));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(9 == pTreeNode->data);

       assert(8 == pTreeNode->left_child->data);

       assert(10 == pTreeNode->right_child->data);

       free(pTreeNode->left_child);

       free(pTreeNode->right_child);

       free(pTreeNode);

}    由於上面的代碼是遞歸代碼,為了實現代碼的健壯性和完畢性,其實我們設計測試用例的時候應該至少包括9個測試用例:

 

    (1) 參數非法

 

    (2) 根節點不存在

 

    (3)根節點存在,但是插入的數據已經存在

 

    (4)根節點存在,插入數據為9,8

 

    (5)根節點存在, 插入數據為9,10

 

    (6)根節點存在,插入數據為9,8,7

 

    (7)根節點存在,插入數據為9,7,8

 

 

    (8)根節點存在,插入數據為7,8,9

 

    (9)根節點存在,插入數據為7,9,8

 

 

 

 

【預告: 下面一篇博客主要介紹二叉樹的節點刪除】

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