树的基本操作 - 二元组创建树（孩子兄弟链表）（严蔚敏《数据结构》6.67） - 《数据结构与算法》

题目来源：严蔚敏《数据结构》C语言版本习题册 6.67

【题目】6.67
假设以二元组（F，C）的形式输入一棵树的诸边（其中F表示双亲结点的标识，C表示孩子结点标识），且在输入的二元组序列C中，C是按层次顺序出现的。F='^'时C为根结点标识，若C也为‘^’，则表示输入结束。例如，如下所示树的输入序列为：
二元组创建树（孩子兄弟链表）（严蔚敏《数据结构》6.67） - 图1
试编写算法，由输入的二元组序列建立该树的孩子-兄弟链表。

【答案】

/*---------------------------------
 |6.67 二元组(F,C)创建CSTree      |
 ---------------------------------*/
#define maxSize 50
Status CreateCSTreeByDuplet(CSTree *pT) {
    char input[5];
    CSNode *queue[maxSize];int front,rear;
    CSNode *p, *q;
    front=rear=0; //对队列初始化
    for (scanf("%s", input); input[1]!='^'; scanf("%s", input)) {
        //创建结点
        p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if (!p) exit(OVERFLOW);
        p->data=input[1];p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
        //入队列
        queue[rear]=p;rear=(rear+1)%maxSize;
        //找爸爸
        if (input[0]=='^') { //根结点-->不需要找爸爸
            *pT = p; //传出去
        } else {
            for (q=queue[front]; q->data!=input[0]; front=(front+1)%maxSize,q=queue[front]) ; //找爸爸
            //找哥哥
            if (!q->firstchild) q->firstchild=p; //它是最大的
            else { //它不是最大的
                for(q=q->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找最近的哥哥
                q->nextsibling = p; //和哥哥牵手
            }
        }
    }
    return OK;
}

【完整代码】

/*-------------------
 |树-孩子兄弟表达法 |
 -------------------*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#ifndef BASE
#define BASE
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int bool;
#endif
#define TElemType char
typedef struct CSNode{
    TElemType data;
    struct CSNode *firstchild, *nextsibling;
}CSNode, *CSTree;
/*-------------------
 |6.59 输出T的所有边 |
 -------------------*/
void TreePrintEdge(CSTree T) {
    CSNode *p;
    for (p=T->firstchild; p; p=p->nextsibling) {
        printf("(%c,%c)\n", T->data, p->data); //输出T的孩子
        TreePrintEdge(p); //输出p的孩子
    }
}
/*-------------------------
 |6.60 统计叶子结点的个数 |
 -------------------------*/
int TreeLeafCnt(CSTree T) {
    // 树的叶子结点-->没有孩子
    int ret=0;
    CSNode *p;
    if (!T) return 0;
    else if (!T->firstchild) return 1;
    else {
        for (p=T->firstchild; p; p=p->nextsibling) ret += TreeLeafCnt(p);
        return ret;
    }
}
/*-------------------------
 |6.61 求树的度           |
 -------------------------*/
int TreeDegree(CSTree T) {
    // 最大的孩子数
    int max=-1;
    int cnt=0;
    CSNode *child;
    if (!T) return -1; //空树
    else if (!T->firstchild) return 0; //只有一个根结点，度为0
    else {
        for (cnt=0,child=T->firstchild; child; child=child->nextsibling) cnt++; //求自己的度
        max = cnt; //当前的最大值
        for (child=T->firstchild; child; child=child->nextsibling) {
            cnt = TreeDegree(child);
            if (cnt>max) max=cnt;
        }
        return max;
    }
}
/*-------------------------
 |6.62 求树的深度         |
 -------------------------*/
int TreeDepth(CSTree T) {
    int h1,h2;
    if (!T) return 0;
    else {
        h1 = TreeDepth(T->firstchild)+1; //T孩子的深度+1
        h2 = TreeDepth(T->nextsibling); //T兄弟的深度
        return h1>h2 ? h1 : h2;
    }
}
/*---------------------------------
 |6.66 双亲表示法-->孩子兄弟表达式|
 ---------------------------------*/
#define MAX_TREE_SIZE 50
typedef struct PTNode{
    TElemType data;
    int parent; //双亲的位置域
}PTNode;
typedef struct{
    PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];
    int r,n;
}PTree;
CSTree CreateCSTreeByPTree(PTree T) {
    CSNode *tmp[MAX_TREE_SIZE]; //创建一个辅助的数组，仿照PTree结点的位置存放
    CSNode *p, *q;
    int i,parent;
    if (T.n<=0) return NULL;
    for (i=0; i<T.n; i++) { //双亲表按层序存储
        //创建新结点
        p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if(!p) exit(OVERFLOW);
        //赋值
        p->data = T.nodes[i].data;p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
        //连接
        parent=T.nodes[i].parent; //父亲
        if (parent!=-1) { //不是根结点
            if (tmp[parent]->firstchild==NULL) tmp[parent]->firstchild=p; //第一个孩子
            else { //不是第一个孩子
                for (q=tmp[parent]->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找到最后一个孩子
                q->nextsibling = p; //连接
            }
        }
        tmp[i]=p;
    }
    return tmp[0];
}
/*---------------------------------
 |6.67 二元组(F,C)创建CSTree      |
 ---------------------------------*/
#define maxSize 50
Status CreateCSTreeByDuplet(CSTree *pT) {
    char input[5];
    CSNode *queue[maxSize];int front,rear;
    CSNode *p, *q;
    front=rear=0; //对队列初始化
    for (scanf("%s", input); input[1]!='^'; scanf("%s", input)) {
        //创建结点
        p = (CSNode *)malloc(sizeof(CSNode)); if (!p) exit(OVERFLOW);
        p->data=input[1];p->firstchild=p->nextsibling=NULL;
        //入队列
        queue[rear]=p;rear=(rear+1)%maxSize;
        //找爸爸
        if (input[0]=='^') { //根结点-->不需要找爸爸
            *pT = p; //传出去
        } else {
            for (q=queue[front]; q->data!=input[0]; front=(front+1)%maxSize,q=queue[front]) ; //找爸爸
            //找哥哥
            if (!q->firstchild) q->firstchild=p; //它是最大的
            else { //它不是最大的
                for(q=q->firstchild; q->nextsibling; q=q->nextsibling) ; //找最近的哥哥
                q->nextsibling = p; //和哥哥牵手
            }
        }
    }
    return OK;
}
int main() {
/*6.57
测试数据一
^R
RA
RB
RC
AD
AE
CF
FG
FH
FI
^^
测试数据二：
^A
AB
AC
AD
CE
CF
^^
*/
    CSTree CST;
    int cnt;
    CreateCSTreeByDuplet(&CST);
    TreePrintEdge(CST); 
    cnt = TreeLeafCnt(CST); //6.60 叶子结点个数
    printf("TreeLeafCnt：%d\n", cnt);
    cnt = TreeDegree(CST); //6.61 树的度
    printf("TreeDegree：%d\n", cnt);
    cnt = TreeDepth(CST); //6.62 树的深度
    printf("TreeDepth：%d\n", cnt);
    return 0;
}