C++语言: 二叉树实现的简单家谱树

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File Name: BiTreecpp

Author: Geng Lequn[glq2000@126com]

Thur July 1 2010

Discription: 建立二叉家谱树,实现输入任意两个人的名字,查找得到其关系

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#include <iostream>

#include <string>

#include <cstring>

#include <cstdlib>

#include <vector>

#include <mathh>

using namespace std;

typedef struct _Node

{

string sex; //性别 m 男; f 女

string name; //此人的姓名

string spause; //配偶的姓名

unsigned short level; //层次 辈分最高一层为1,下一层为为2,以此类推

struct _Node l_child; //指向其第一个孩子的指针

struct _Node r_brother; //指向其某一个兄弟姐妹的指针, 即左孩子为其后代,右孩子为其兄弟姐妹

struct _Node btr; //指向其父亲或者母亲的指针

_Node():level(0),l_child(NULL),r_brother(NULL),btr(NULL){cout<<"constructor"<<endl;}

~_Node(){cout<<name<<" destructor"<<endl;}

}Node, PNode;

void CreateBiTreePreOrder(PNode &pn, PNode pback, unsigned short depth);//建立二叉家谱树,以先序方式

void VisitBiTreePreOrder(PNode root); //前序遍历此二叉树

void TellRelation(PNode root); //判断两人关系

void DestroyBiTreePostOrder(PNode root); //销毁二叉树,释放节点占用的空间

void FindPersonMiddleOrder(PNode root, string name, PNode &presult); //返回家谱中指向某人的指针,找不到返回NULL

Node root=NULL; //全局变量,二叉树的根节点

unsigned findPersonFlag = 0; //标志位,0 没找到; 1 找到,找到后就不再搜索直接返回;利用此flag可避免将整个tree遍历一遍(若该name在tree中存在的话)

int main()

{

cout<<"请按先序遍历的顺序根据提示输入家谱信息,不存在则输入\"#\""<<endl;

CreateBiTreePreOrder(root, NULL, 1);//建立二叉家谱树,以先序方式

VisitBiTreePreOrder(root); //前序遍历此二叉树

TellRelation(root); //判断两人关系

DestroyBiTreePostOrder(root); //销毁二叉树

getchar();getchar();getchar();

return 0;

}

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function:建立二叉家谱树,以先序方式

argument:

pn: 指向二叉树节点的引用

pback: pn这个节点的btr指针的值,即指向其parent的指针

depth: 该节点的层次,分最高一层为1,下一层为为2,以此类推

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void CreateBiTreePreOrder(PNode &pn, PNode pback, unsigned short depth)

{

string str;

cin>>str; //输入该人信息,格式是 sex-name-spausename,如不存在则输入#

if(str == "#") //如: M-tom-marry, 表示此人叫tom, 男性, 配偶名字marry

{

pn = NULL;

return;

}

//如果是自定义的struct/class，应该使用构造函数。如果是内建数据类型，

//比如int，应该memset。 当然，更好的建议是使用vector取代new出来的数组

pn = new Node;

//处理输入的字符串

vector<string> v;

for(size_t b=0, e=strfind('-'); ; e=strfind('-', b))

{

if(e == string::npos)

{

vpush_back(strsubstr(b));

break;

}

else

vpush_back(strsubstr(b, e-b));

b = e+1;

}

//初始化该节点

pn->sex = v[0];

pn->name = v[1];

pn->spause = v[2];

pn->btr = pback;

pn->level = depth;

//递归建立左右子树的节点

CreateBiTreePreOrder(pn->l_child, pn, depth+1); //注意后两个参数的值

CreateBiTreePreOrder(pn->r_brother, pback, depth); //注意后两个参数的值

}

/

function: 前序遍历此二叉树

/

void VisitBiTreePreOrder(PNode pn)

{

if(!pn)

return;

cout<<endl<<"sex:"<<pn->sex<<endl;

cout<<"name:"<<pn->name<<endl;

cout<<"spause:"<<pn->spause<<endl;

cout<<"level:"<<pn->level<<endl;

cout<<"father's name:"<<((pn->btr == NULL)"NULL":pn->btr->name)<<endl;

cout<<"======================"<<endl;

VisitBiTreePreOrder(pn->l_child);

VisitBiTreePreOrder(pn->r_brother);

}

/

function: 中序遍历找到家谱中的一个人,返回其指针,若找不到,返回NULL

isSpause 1表示是找到的节点的配偶 0表示不是所找到的节点的配偶

/

void FindPersonMiddleOrder(PNode pn, string name, PNode &presult)

{

if(!pn)

return;

FindPersonMiddleOrder(pn->l_child, name, presult);

if(findPersonFlag) return;

if(name == pn->name || name == pn->spause)

{

presult = pn;

findPersonFlag = 1; //全局标志位,0 没找到; 1 找到,找到后就不再搜索直接返回;利用此全局flag可避免将整个tree遍历一遍(若该name在tree中存在的话)

return; //下次使用前不要忘记置为0

}

FindPersonMiddleOrder(pn->r_brother, name, presult);

}

/

function: 判断两人关系,若两人中至少一人不在树中,则两人无关系

若两人在树中,先判断两人是否同层次,若同层,判断是否是亲兄弟姐妹;

若不同层,设辈分大的人为A,辈分小的人为B,判断A和B是亲的还是表的,

比如,A为男性,且比B大一倍,判断A是否为B的爸爸,或亲叔叔(舅舅),或表叔叔(舅舅)

简单起见,此处没有区分是叔叔还是舅舅

比如,A为男性,且比B大两倍,判断A是否为B的亲爷爷(姥爷),或亲爷爷(姥爷)的亲兄弟

,或亲爷爷(姥爷)的表兄弟

简单起见,此处没有区分是叔叔和舅舅等做进一步区分

简单起见,查询时只输入节点中的name,不查询spause,否则处理起来太麻烦

/

void TellRelation(PNode pn)

{

string name1, name2;

//p1指向name1, p2指向name2, pbig指向辈分大的,psmall指向辈分小的

PNode p1 = NULL, p2 = NULL, pbig = NULL, psmall = NULL;

int differ = 0; //两人辈分数的差别

string title;

Label:

cout<<endl<<"输入想查询关系的两个人的名字,不想查则将两人名字输成#:"<<endl;

while(cin>>name1 && cin>>name2)

{

if(name1=="#" && name2=="#") return;

p1 = NULL; p2 = NULL; //因为程序是循环执行的,需要将上次遗留的值清掉

findPersonFlag = 0;

FindPersonMiddleOrder(root, name1, p1);

findPersonFlag = 0;

FindPersonMiddleOrder(root, name2, p2);

if(!p1 || !p2) //若有一个为空或都为空,说明至少有一个人不在家谱中,故两人无亲缘关系

{

cout<<name1<<((!p1)" 不在":" 在")<<" 家谱树中"<<endl;

cout<<name2<<((!p2)" 不在":" 在")<<" 家谱树中"<<endl;

cout<<name1<<" 和 "<<name2<<" 间没有关系"<<endl<<endl;

goto Label;

}

differ = (int)abs(p1->level - p2->level);

if(!differ) //辈分一样大

{

if(p1->sex == p2->sex)

{

if(p1->sex == "M") title = "兄弟关系";

else title = "姐妹关系";

}

else title = "兄妹(姐弟)关系";

if(p1->btr == p2->btr) //parent相同

cout<<name1<<" 和 "<<name2<<" 间是 "<<" 亲 "<<title<<endl;

else

cout<<name1<<" 和 "<<name2<<" 间是 "<<" 表 "<<title<<endl;

}

else //辈分不一样大

{

if(p1->level < p2->level) {pbig = p1; psmall = p2;}

else {pbig = p2; psmall = p1;}

switch(differ)

{

case 1:

if(psmall->btr == pbig)

title = ((pbig->sex == "M")"爸爸":"妈妈");

else

{

if(psmall->btr->btr == pbig->btr)

title = ((pbig->sex == "M")"亲叔(舅)":"亲姑(姨)");

else

title = ((pbig->sex == "M")"表叔(舅)":"表姑(姨)");

}

break;

case 2:

if(psmall->btr->btr == pbig)

title = ((pbig->sex == "M")"爷爷(姥爷)":"奶奶(姥姥)");

else

{

string tmp = ((pbig->sex == "M")"兄弟":"姐妹");

if(psmall->btr->btr->btr == pbig->btr)

title = ((psmall->btr->btr->sex == "M")"爷爷(姥爷)的亲":"奶奶(姥姥)的亲") + tmp;

else

title = ((psmall->btr->btr->sex == "M")"爷爷(姥爷)的表":"奶奶(姥姥)的表") + tmp;

}

break;

default:

string tmp2;

PNode pt = psmall;

int n = differ-2; //计算"老"字 (即grand这个字) 出现的个数

for(int i=0; i<n; ++i)

tmp2 += "老";

for(int i=0; i<differ; ++i)

pt = pt->btr;

if(pt == pbig)

title = tmp2 + ((pbig->sex == "M")"爷爷(姥爷)":"奶奶(姥姥)");

else

{

string tmp3 = ((pbig->sex == "M")"兄弟":"姐妹");

if(pt->btr == pbig->btr)

{title = tmp2 + ((pt->sex == "M")"爷爷(姥爷)的亲":"奶奶(姥姥)的亲"); title+=tmp3;}

else

{title = tmp2 + ((pt->sex == "M")"爷爷(姥爷)的表":"奶奶(姥姥)的表"); title+=tmp3;}

}

break;

}

cout<<pbig->name<<" 是 "<<psmall->name<<" 的 "<<title<<endl;

}

goto Label;

}

}

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function: 后序遍历销毁此二叉树,释放节点占用的内存空间

/

void DestroyBiTreePostOrder(PNode pn)

{

if(!pn) return;

DestroyBiTreePostOrder(pn->l_child);

DestroyBiTreePostOrder(pn->r_brother);

delete pn;

}

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