如何用C语言实现基于二叉树的表达式求值,包括构建表达式树和执行遍历计算?能否提供一个可运行的示例代码?
时间: 2025-06-15 10:18:40 浏览: 9
在C语言中实现基于二叉树的表达式求值通常涉及到递归算法。首先,你需要创建一个二叉树节点结构,每个节点代表一个运算符或操作数。例如,可以定义一个`struct Node`:
```c
typedef enum { NUM, OP_ADD, OP_SUB, OP_MUL, OP_DIV } OperationType;
struct Node {
char value; // 操作数或运算符
struct Node* left; // 左子树
struct Node* right; // 右子树
};
```
接下来,你可以编写函数来解析输入字符串并构造二叉树。对于简单的加减乘除表达式,可以使用前缀(逆波兰)表示法,即先处理操作符再处理操作数。
构建表达式树的基本步骤如下:
1. 将输入的数字作为叶子节点添加到树中。
2. 遇到运算符时,新建一个节点,将遇到的第一个操作数作为左子节点,当前运算符作为节点值,然后继续处理剩余部分,直到遇到下一个运算符或结束。
遍历表达式树计算结果一般通过中序遍历,因为中序遍历会先处理左子树,这正是数学运算中的顺序(先左后右)。对于每个节点,根据其类型进行相应的运算(如加、减、乘、除)。
下面是一个简单的示例代码片段(简化版,未包含错误检查及完整的输入处理):
```c
int evaluate(struct Node* node) {
if (node->value == '+')
return evaluate(node->left) + evaluate(node->right);
else if (node->value == '-')
return evaluate(node->left) - evaluate(node->right);
else if (node->value == '*')
return evaluate(node->left) * evaluate(node->right);
else if (node->value == '/') {
int denominator = evaluate(node->right);
if (denominator == 0)
return INT_MIN; // 返回错误处理
else
return evaluate(node->left) / denominator;
}
else // 如果是数字
return node->value;
}
// 构建表达式树的函数省略,这里仅给出核心部分
void buildExpressionTree(char* input, ...) {
// 实现递归解析和构建过程...
}
int main() {
char expression[] = "2+3*4";
struct Node* root = buildExpressionTree(expression);
int result = evaluate(root);
printf("Result: %d\n", result);
// 清理内存...
return 0;
}
```
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