شجرة ثنائية في C.
في C ، a شجرة ثنائية هو مثيل لهيكل بيانات شجرة مع عقدة أصل قد تمتلك الحد الأقصى من عقدتين فرعيتين ؛ 0 أو 1 أو 2 نسل. كل عقدة في ملف شجرة ثنائية له قيمة خاصة به ومؤشرين لأطفاله ، مؤشر واحد للطفل الأيسر والآخر للطفل الأيمن.
إعلان الشجرة الثنائية
أ شجرة ثنائية يمكن التصريح عنها في لغة C باستخدام كائن يسمى هيكل التي تصور إحدى العقد في الشجرة.
هيكل العقدة {
نوع البيانات var_name ؛
هيكل العقدة * غادر ؛
هيكل العقدة * يمين ؛
} ؛
أعلاه إعلان واحد شجرة ثنائية اسم العقدة كعقدة. يحمل ثلاث قيم ؛ أحدهما هو متغير تخزين البيانات والآخران هما مؤشرا الطفل. (الطفل الأيسر والأيمن للعقدة الأصل).
حقائق الشجرة الثنائية
حتى بالنسبة لمجموعات كبيرة من البيانات ، باستخدام ملف شجرة ثنائية يجعل البحث أسهل وأسرع. عدد فروع الشجرة غير محدود. على عكس المصفوفة ، يمكن صنع الأشجار من أي نوع وزيادتها بناءً على ما هو مطلوب من الفرد.
تنفيذ Binary Tree في لغة C.
ما يلي هو دليل خطوة بخطوة لتنفيذ ملف شجرة ثنائية شركة.
الخطوة 1: قم بتعريف شجرة بحث ثنائية
أنشئ عقدة هيكلية تحتوي على ثلاثة أنواع من البيانات ، مثل البيانات ، * left_child ، و * right_child ، حيث يمكن أن تكون البيانات من نوع عدد صحيح ، ويمكن التصريح عن العقدتين * left_child و * right_child على أنهما NULL أم لا.
هيكل العقدة{
int بيانات ؛
هيكل العقدة * الحق_الطفل ؛
هيكل العقدة * اليسار_الطفل ؛
} ؛
الخطوة 2: إنشاء عقد جديدة في شجرة البحث الثنائية
قم بإنشاء عقدة جديدة عن طريق إنشاء دالة تقبل عددًا صحيحًا كوسيطة وتوفر المؤشر للعقدة الجديدة التي تم إنشاؤها بهذه القيمة. استخدم وظيفة malloc () في لغة C لتخصيص الذاكرة الديناميكية للعقدة التي تم إنشاؤها. تهيئة الطفل الأيسر والأيمن إلى NULL وإرجاع nodeName.
هيكل العقدة * يخلق ( بيانات نوع البيانات )
{
هيكل العقدة * اسم العقدة = مالوك ( حجم ( هيكل العقدة ) ) ؛
اسم العقدة -> بيانات = قيمة ؛
اسم العقدة -> اليسار_الطفل = اسم العقدة -> الحق_الطفل = باطل ؛
يعود اسم العقدة ؛
}
الخطوة 3: قم بإدراج الطفل الأيمن والأيسر في شجرة ثنائية
قم بإنشاء وظائف insert_left و insert_right التي ستقبل مدخلين ، وهما القيمة التي سيتم إدراجها والمؤشر إلى العقدة التي سيتم توصيل كلا الطفلين بها. قم باستدعاء وظيفة الإنشاء لإنشاء عقدة جديدة وتعيين المؤشر الذي تم إرجاعه إلى المؤشر الأيسر للطفل الأيسر أو المؤشر الأيمن للطفل الأيمن من أصل الجذر.
هيكل العقدة * insert_left ( هيكل العقدة * جذر و بيانات نوع البيانات ) {جذر -> غادر = يخلق ( بيانات ) ؛
يعود جذر -> غادر ؛
}
هيكل العقدة * أدخل_حق ( هيكل العقدة * جذر و بيانات نوع البيانات ) {
جذر -> يمين = يخلق ( بيانات ) ؛
يعود جذر -> يمين ؛
}
الخطوة 4: عرض عقد الشجرة الثنائية باستخدام طرق الاجتياز
يمكننا عرض الأشجار باستخدام ثلاث طرق اجتياز في C.
1: طلب الاجتياز المسبق
في طريقة الاجتياز هذه ، سوف نمر عبر العقد في اتجاه من parent_node-> left_child-> right_child .
فارغ النظام السابق ( العقدة * جذر ) {لو ( جذر ) {
printf ( '٪د \ن ' و جذر -> بيانات ) ؛
display_pre_order ( جذر -> غادر ) ؛
display_pre_order ( جذر -> يمين ) ؛
}
}
2: اجتياز الطلب اللاحق
في طريقة الاجتياز هذه ، سوف نمر عبر العقد في اتجاه من left_child-> right_child-> parent_node-> .
فارغ display_post_order ( العقدة * جذر ) {لو ( شجرة ثنائية ) {
display_post_order ( جذر -> غادر ) ؛
display_post_order ( جذر -> يمين ) ؛
printf ( '٪د \ن ' و جذر -> بيانات ) ؛
}
}
3: الاجتياز بالترتيب
في طريقة الاجتياز هذه ، سوف نمر عبر العقد في اتجاه من left_node-> root_child-> right_child .
فارغ display_in_order ( العقدة * جذر ) {لو ( شجرة ثنائية ) {
display_in_order ( جذر -> غادر ) ؛
printf ( '٪د \ن ' و جذر -> بيانات ) ؛
display_in_order ( جذر -> يمين ) ؛
}
}
الخطوة 5: إجراء الحذف في Binary Tree
يمكننا حذف ملف شجرة ثنائية عن طريق حذف كل من الأطفال الذين لديهم وظيفة العقدة الأصلية في C على النحو التالي.
فارغ delete_t ( العقدة * جذر ) {لو ( جذر ) {
delete_t ( جذر -> غادر ) ؛
delete_t ( جذر -> يمين ) ؛
حر ( جذر ) ؛
}
}
برنامج C لشجرة البحث الثنائية
ما يلي هو التنفيذ الكامل لشجرة البحث الثنائية في برمجة لغة سي:
# تضمين# تضمين
هيكل العقدة {
int قيمة ؛
هيكل العقدة * غادر و * يمين ؛
} ؛
هيكل العقدة * العقدة 1 ( int بيانات ) {
هيكل العقدة * tmp = ( هيكل العقدة * ) مالوك ( حجم ( هيكل العقدة ) ) ؛
tmp -> قيمة = بيانات ؛
tmp -> غادر = tmp -> يمين = باطل ؛
يعود tmp ؛
}
فارغ مطبعة ( هيكل العقدة * عقدة الجذر ) // عرض العقد!
{
لو ( عقدة الجذر ! = باطل ) {
مطبعة ( عقدة الجذر -> غادر ) ؛
printf ( '٪د \ن ' و عقدة الجذر -> قيمة ) ؛
مطبعة ( عقدة الجذر -> يمين ) ؛
}
}
هيكل العقدة * insert_node ( هيكل العقدة * العقدة و int بيانات ) // إدراج العقد!
{
لو ( العقدة == باطل ) يعود العقدة 1 ( بيانات ) ؛
لو ( بيانات < العقدة -> قيمة ) {
العقدة -> غادر = insert_node ( العقدة -> غادر و بيانات ) ؛
} آخر لو ( بيانات > العقدة -> قيمة ) {
العقدة -> يمين = insert_node ( العقدة -> يمين و بيانات ) ؛
}
يعود العقدة ؛
}
int رئيسي ( ) {
printf ( 'C تنفيذ برنامج Binary Search Tree! \ن \ن ' ) ؛
هيكل العقدة * الأبوين = باطل ؛
الأبوين = insert_node ( الأبوين و 10 ) ؛
insert_node ( الأبوين و 4 ) ؛
insert_node ( الأبوين و 66 ) ؛
insert_node ( الأبوين و أربعة خمسة ) ؛
insert_node ( الأبوين و 9 ) ؛
insert_node ( الأبوين و 7 ) ؛
مطبعة ( الأبوين ) ؛
يعود 0 ؛
}
في الكود أعلاه ، نعلن أولاً عن ملف العقدة استخدام هيكل . ثم نهيئ عقدة جديدة باسم ' العقدة 1 'وتخصيص الذاكرة ديناميكيًا باستخدام مالوك () في C مع البيانات واثنين من المؤشرات اكتب الأطفال باستخدام العقدة المعلنة. بعد ذلك ، نعرض العقدة بواسطة printf () وظيفة واستدعائها في رئيسي() وظيفة. ثم insertion_node () يتم إنشاء الوظيفة ، حيث إذا كانت بيانات العقدة NULL إذن العقدة 1 متقاعد ، وإلا يتم وضع البيانات في العقدة (والد) الطفل الأيمن والأيسر. يبدأ البرنامج في التنفيذ من رئيسي() دالة ، والتي تنشئ عقدة باستخدام بعض عينات العقد كأطفال ثم تستخدم طرق اجتياز بالترتيب لطباعة محتويات العقدة.
انتاج |
خاتمة
كثيرًا ما يتم استخدام الأشجار للاحتفاظ بالبيانات في شكل غير خطي. الأشجار الثنائية هي أنواع من الأشجار حيث يكون لكل عقدة (أصل) نسلان الطفل الأيسر والطفل الأيمن. أ شجرة ثنائية هي طريقة متعددة الاستخدامات لنقل البيانات وتخزينها. إنه أكثر كفاءة مقارنة بالقائمة المرتبطة في C. في المقالة أعلاه ، رأينا مفهوم شجرة ثنائية مع تنفيذ خطوة بخطوة لملف شجرة البحث الثنائية شركة.