C语言数据结构(11)--使用链表描述子节点的普通树实现

数组描述子节点的缺点

如果有这么一颗奇葩的树，大多数节点的孩子数为1-2个，但是有一个节点的孩子数是100个。

因为我们使用数组描述子节点，所以描述子节点的数组得定义为struct TreeNode* children[100];。

也就是说，除了有一个充分利用了数组分配的空间，其他的都造成了极大浪费，毫无疑问不合理。

使用链表描述

孩子也是一个一维的集合，特点个数不确定，符合这种特点的数据结构就是链式线性表了（简称链表）。

我们再来仔细观察下树的结构图，来尝试定义节点的数据结构：

1. 首先一个节点得有一个数据区域，保存节点的数据信息，最简单就是保存一个int数据。
2. 每个节点有多个孩子，这个可以使用一个链表来描述，因为链表指定了头指针，就能把整个链表带出来，所以可以定义节点为。

typedef struct {
	int data;//数据区域
	TreeNode* node;//保存孩子中的头结点
}TreeNode;

上面的节点数据结构乍一看没啥问题，对于节点1来说，data区域保存1，node的data保存2，node的node指向3。

但是2下面的5和6呢，已经没有地方存储了。

我们再次仔细分析下节点，实际上每个节点除了要通过一个链表保存兄弟节点，还需要一个链表保存孩子节点。

于是结构应该为：

typedef struct {
	int data;//数据区域
	TreeNode* brother;//保存兄弟节点 如果为NULL表示无
	TreeNode* son;//保存孩子节点 如果为NULL表示无
}TreeNode;

也就是说，我们的存储结构实际上是，同样能表达含义一模一样的树。

代码实现

嗯，这个代码已经有一定理解难度了，我也是写了大概几十分钟才搞定的，C语言真是魅力无穷吭，喷香！

/*
* 使用链表描述子节点的普通树实现
* 作者：熊猫大大
* 时间：2019-10-16
*/
#include <stdio.h>

typedef struct {
	int data;//数据区域
	struct TreeNode* brother;//保存兄弟节点 如果为NULL表示无
	struct TreeNode* son;//保存孩子节点 如果为NULL表示无
}TreeNode;

//为树的当前节点添加子节点
int addChild(TreeNode* curNode, int data)
{
	//分配新节点
	TreeNode* newNode= (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
	newNode->data = data;
	newNode->brother = NULL;
	newNode->son = NULL;
	//找到当前节点的最后一个字节点
	TreeNode* lastSonNode = curNode->son;//指向第一个子节点
	if (lastSonNode == NULL) //第一个子节点即为空
	{
		curNode->son = newNode;
		return 1;
	}
	while (lastSonNode->brother != NULL) //找到最后一个节点
	{
		lastSonNode = lastSonNode->brother;
	}
	lastSonNode->brother = newNode;//将新节点挂在最后一个节点后面
	return 1;
}

//遍历当前节点与子节点
void printTree(TreeNode *node)
{
	printf("父节点:%d",node->data);
	//遍历打印子节点
	printf("----子节点:");
	TreeNode *p = node->son;
	if (p == NULL) //无子节点
	{
		printf("无\n");
		return 1;
	}
	if (p != NULL) 
	{
		printf("%d ",p->data);
	}
	while(p->brother!=NULL)
	{
		p = p->brother;
		printf("%d ", p->data);
	}
	printf("\n");
	//遍历递归子节点
	TreeNode *q = node->son;
	if (q != NULL)
	{
		printTree(q);
	}
	while (q->brother != NULL)
	{
		q = q->brother;
		printTree(q);
	}
}
//----------------------------------------------------------------------------------------------------测试入口区域
int main()
{
	//设定根节点
	TreeNode root;
	root.data = 1;//根节点数据区域
	root.brother = NULL;//根节点无兄弟节点
	root.son = NULL;//一开始也没有子节点
	//为1节点添加2/3/4子节点
	addChild(&root,2);
	addChild(&root, 3);
	addChild(&root, 4);
	//为2号节点添加5/6子节点
	TreeNode *node2 = root.son;
	addChild(node2, 5);
	addChild(node2, 6);
	//为3号节点添加7子节点
	TreeNode *node3 = node2->brother;
	addChild(node3, 7);
	//为4号节点添加8子节点
	TreeNode *node4 = node3->brother;
	addChild(node4, 8);
	printTree(&root);

	return 1;
}

执行结果

毫无疑问，执行结果验证了代码的真实性，但是输出顺序稍微有点乱。

主要是因为现在的输出是顺着一个节点，将其子节点输出完，才输出另外节点的逻辑，如果不好理解下个断点走走就是了。