400 lines
13 KiB
C
400 lines
13 KiB
C
/*
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||
Program: dict.c (Report comments/bugs to chikh@yuntech.edu.tw)
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||
Function: 擴充書binarySearchTree.c範例程式，實作字典功能，要求的規格詳見課程網頁的第六次作業公告
|
||
Notes: 輸入可為
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w={"Mary":10, "Tom":3, "Charlie":5, "Bob":6, "Dickens":20, 4:2, "z":0, "Za":12, "aZ":8}
|
||
del w["Dickens"]
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w["Mary"]=1
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w["Tom"]+=2
|
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w[4]?
|
||
w?
|
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*/
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#include <stdio.h>
|
||
#include <stdlib.h>
|
||
#include <string.h> /* for strcmp() */
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/* 定義dict結構 */
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typedef struct dict {
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char key[20];
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int value;
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struct dict *llink; /* 左子鏈結 */
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struct dict *rlink; /* 右子鏈結 */
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} dict;
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//void insert(); /* 新增函數 */
|
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void prune(); /* 刪除函數 */
|
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void modify(char, char [], int); /* 修改函數 */
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void show(char, char []); /* 輸出函數 */
|
||
void process(char [], int); /* 將資料加入二元搜尋樹 */
|
||
void drop(char []); /* 將資料從二元搜尋樹中移除 */
|
||
dict *replace(dict *); /* 尋找替代節點並移動至適當位置 */
|
||
void connect(dict *, char); /* 調整鏈結 */
|
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void inorder(dict *); /* 資料以中序法輸出 */
|
||
void deleteAll(dict *); /* 刪除所有節點 */
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|
||
dict *search(char []); /* 搜尋節點 */
|
||
dict *search_re_r(dict *); /* 搜尋右子樹中的替代節點 */
|
||
dict *search_re_l(dict *); /* 搜尋左子樹中的替代節點 */
|
||
dict *search_p(dict *); /* 搜尋父節點 */
|
||
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||
dict *root, *ptr; /* root為根節點，為全域變數 */
|
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int main()
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{
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char *token, key[12], line[128];
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const char *s = " ={},"; /* 分隔符記的字元 */
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int value;
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char *rest, option;
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printf("\n輸入存取字典的陳述，逕按<Enter>結束程式\n");
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while (1) {
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||
printf("\n指令==> ");
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fgets(line,128,stdin); //gets(line);
|
||
if (line[0]=='\n') break; /* 輸入空字串則跳離此迴圈 */
|
||
if (strstr(line,"{")) {
|
||
sscanf(line,"w = {%[^}]}",line);
|
||
rest = line;
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||
while (token = strtok_r(rest,s,&rest)) { /* strtok_r()的用法可參見 http://bit.ly/3VcvbbZ */
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||
if (strstr(token,":")) { /* token含有":" */
|
||
sscanf(token,"%[^:]:%d",key,&value);
|
||
//printf("Token #%d: 鍵=%s; 值=%d\n",++i,key,value);
|
||
process(key,value); /* 把key,value插入樹中 */
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
else if (strstr(line,"del")) {
|
||
if (sscanf(line,"del w[%[^]]]",key))
|
||
drop(key);
|
||
else {
|
||
printf("無法判讀將刪除哪一個元素，將刪除整個字典? (y/n) => ");
|
||
scanf("%c",&option);
|
||
fflush(stdin);
|
||
if (option == 'y' || option == 'Y') {
|
||
deleteAll(root);
|
||
root = NULL;
|
||
}
|
||
}
|
||
//printf("刪除運算：辨識鍵=%s\n",key);
|
||
}
|
||
else if (strstr(line,"+=")) { /* line含有"+=" */
|
||
sscanf(line,"w[%[^]]] +=%d",key,&value);
|
||
//printf("遞增運算：辨識鍵=%s；運算元=%d\n",key,value);
|
||
modify('+',key,value);
|
||
}
|
||
else if (strstr(line,"=")) { /* line含有"=" */
|
||
sscanf(line,"w[%[^]]] = %d",key,&value);
|
||
//printf("指派運算：辨識鍵=%s; 運算元=%d\n",key,value);
|
||
modify('s',key,value);
|
||
}
|
||
else if (sscanf(line,"w[%[^]]]",key)==1)
|
||
//printf("讀值運算：辨識鍵=%s\n",key);
|
||
show('@',key);
|
||
else if (strstr(line,"?"))
|
||
//printf("顯示整個字典內容\n");
|
||
show('*',NULL);
|
||
else
|
||
printf("語法無法辨認，sorry!\n");
|
||
}
|
||
|
||
/*
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||
char option;
|
||
|
||
while (1) {
|
||
puts("");
|
||
puts("********************");
|
||
puts(" <1> insert");
|
||
puts(" <2> delete");
|
||
puts(" <3> modify");
|
||
puts(" <4> show");
|
||
puts(" <5> quit");
|
||
puts("********************");
|
||
printf("Enter your choice: ");
|
||
option = getchar();
|
||
fflush(stdin);
|
||
printf("\n");
|
||
switch(option) {
|
||
case '1':
|
||
insert();
|
||
break;
|
||
case '2':
|
||
prune();
|
||
break;
|
||
case '3':
|
||
modify();
|
||
break;
|
||
case '4':
|
||
show();
|
||
break;
|
||
case '5':
|
||
exit(0);
|
||
default :
|
||
puts("選項錯誤!");
|
||
}
|
||
}
|
||
*/
|
||
|
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return 0;
|
||
}
|
||
|
||
/* 新增函數，新增一筆新的資料 */
|
||
/*
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void insert()
|
||
{
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char key[20];
|
||
int value;
|
||
|
||
puts("=====INSERT DATA=====");
|
||
printf("姓名: ");
|
||
scanf("%s", key);
|
||
printf("分數: ");
|
||
scanf("%d", &value);
|
||
fflush(stdin);
|
||
process(key, value);
|
||
}
|
||
*/
|
||
|
||
/* 刪除函數，將資料從二元搜尋樹中刪除 */
|
||
void prune(char key[]) /* 本函數原名為delete_f()，這裡改名令程式看起來乾脆一些 */
|
||
{
|
||
//char key[20];
|
||
|
||
if (root == NULL) {
|
||
puts("字典內無任何資料");
|
||
return;
|
||
}
|
||
//puts("=====DELETE DATA=====");
|
||
//printf("請輸入欲刪除的姓名: ");
|
||
//scanf("%s", key);
|
||
//fflush(stdin);
|
||
drop(key);
|
||
}
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||
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||
/* 修改資料，修改學生成績 */
|
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void modify(char mode, char key[], int value)
|
||
{
|
||
dict *node;
|
||
//char key[20];
|
||
|
||
//if (root == NULL) { /* 判斷根節點是否為NULL，若為空，根本沒得玩，於是直接返回，不會有後續 */
|
||
//puts("二元搜尋樹是空的!");
|
||
//return;
|
||
//}
|
||
//puts("=====MODIFY DATA===== ");
|
||
//printf("請輸入欲修改的姓名: ");
|
||
//scanf("%s", key);
|
||
//fflush(stdin);
|
||
if ((node=search(key)) == NULL)
|
||
//printf("%s不在二元搜尋樹中!\n", key);
|
||
process(key,value);
|
||
else {
|
||
/* 列出原資料狀況 */
|
||
//printf("姓名: %s\n", node->key);
|
||
//printf("分數: %d\n\n", node->value);
|
||
//printf("請輸入新的分數: ");
|
||
//scanf("%d", &node->value);
|
||
//fflush(stdin);
|
||
if (mode == '+')
|
||
node->value += value;
|
||
else if (mode == 's')
|
||
node->value = value;
|
||
value = node->value;
|
||
}
|
||
printf("新設w[%s]=%d\n",key,value);
|
||
}
|
||
|
||
/* 輸出函數，將資料輸出至螢幕 */
|
||
void show(char mode, char key[])
|
||
{
|
||
dict *node;
|
||
|
||
if (mode == '@') {
|
||
if ((node=search(key)) == NULL)
|
||
printf("w[%s]不存在\n",key);
|
||
else
|
||
printf("字典元素w[%s]=%d\n",key,node->value);
|
||
}
|
||
else {
|
||
if (root == NULL) { /* 判斷根節點是否為NULL */
|
||
puts("字典無任何內容");
|
||
return;
|
||
}
|
||
//puts("=====SHOW DATA=====");
|
||
printf("字典變數內部儲存的元素(key:value)如下\n");
|
||
inorder(root); /* 以中序法輸出資料 */
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
|
||
/* 處理二元搜尋樹，將新增資料加入二元搜尋樹 */
|
||
void process(char key[], int value)
|
||
{
|
||
dict *node, *prev;
|
||
|
||
if ((node=search(key)) != NULL) { /* 若資料已存在，則顯示錯誤，因二元搜尋樹要求每個節點的鍵值不重複 */
|
||
//printf("%s已存在!\n", key);
|
||
node->value = value;
|
||
return;
|
||
}
|
||
ptr = (dict *)malloc(sizeof(dict)); /* ptr指向即將加入的節點 */
|
||
strcpy(ptr->key, key); /* 把傳入此函數的name引數(字串)複製到ptr->name欄位中 */
|
||
ptr->value = value; /* 把傳入此函數的score引數複製到ptr->score欄位中 */
|
||
ptr->llink = ptr->rlink = NULL; /* ptr節點的左右子樹先設為空 */
|
||
if (root == NULL) /* 若root為NULL，代表樹尚未建立，因此以ptr節點作為創始二元樹的根節點 */
|
||
root = ptr;
|
||
else { /* 根節點不為NULL，代表樹已存在，則需找到適合ptr節點插入樹中的位置 */
|
||
node = root; /* 從根節點開始，透過底下迴圈持續搜尋資料的插入點 */
|
||
while (node != NULL) { /* node為當下檢視的樹節點，只要不為空，代表尚未底定，須持續尋找 */
|
||
prev = node; /* prev記住node現今所指節點；prev將成為ptr的父節點 */
|
||
if (strcmp(ptr->key, node->key) < 0) /* 若ptr->name小於node->name，意味著ptr應安插在node的左子樹，因此改令node為左子節點，繼續往下找尋 */
|
||
node = node->llink;
|
||
else /* ptr->name大於node->name，意味著ptr應安插在node的右子樹，故改令node為右子節點，繼續往下找尋 */
|
||
node = node->rlink;
|
||
}
|
||
if (strcmp(ptr->key, prev->key) < 0) /* 若ptr->name小於prev->name，則把ptr節點設為prev的左子節點，ptr節點以樹葉的形式加入二元樹 */
|
||
prev->llink = ptr;
|
||
else /* ptr->name大於prev->name，則把ptr節點設為prev的右子節點，ptr節點以樹葉的形式加入二元樹 */
|
||
prev->rlink = ptr;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 將資料從二元搜尋樹中移除 */
|
||
void drop(char key[]) /* 本函數原名為removing()，這裡改名令程式看起來乾脆一些 */
|
||
{
|
||
dict *del_node; /* del_node記住將被移除的節點位址 */
|
||
|
||
if ((del_node=search(key)) == NULL) /* 以傳入的name引數當作比對字串，找尋樹中哪一個節點的name欄位等於該字串；若找不到資料則顯示錯誤 */
|
||
{
|
||
printf("w[%s]不存在\n", key);
|
||
return;
|
||
}
|
||
|
||
if (del_node->llink != NULL || del_node->rlink != NULL) /* 若del_node節點不為樹葉，則呼叫replace()函數置換該節點內容，內嵌"抓交替"行為 */
|
||
del_node = replace(del_node); /* 注意傳入replace()的del_node與回傳出來的del_node將不同，回傳出來的是被抓交替的節點位址；replace()內呼叫connecting()調整被抓替的節點遺留的左/右子樹連結方式 */
|
||
else /* 若del_node節點為樹葉，則繼續判別是否為根節點或一般內部節點 */
|
||
if (del_node == root) /* 若del_node為根節點，則把root指標重置為空 */
|
||
root = NULL;
|
||
else /* del_node為一般內部節點，則直接呼叫connecting()把該節點移除 */
|
||
connect(del_node, 'n');
|
||
free(del_node); /* 釋放被抓交替的節點空間 */
|
||
printf("刪除w[%s]元素\n",key);
|
||
}
|
||
|
||
/* 尋找刪除非樹葉的替代節點 */
|
||
dict *replace(dict *node)
|
||
{
|
||
dict *re_node; /* 替代節點(被抓交替的節點) */
|
||
|
||
/* 以傳入的node為出發點，呼叫search_re_r()搜尋右子樹替代節點re_node；若右子樹找不到替代節點，再呼叫search_re_l()搜尋左子樹中的替代節點 */
|
||
if ((re_node=search_re_r(node->rlink)) == NULL)
|
||
re_node = search_re_l(node->llink);
|
||
if (re_node->rlink != NULL) /* 若替代節點re_node有右子樹，則把該右子樹往上掛為re_node的父節點的左子樹 */
|
||
connect(re_node, 'r');
|
||
else
|
||
if (re_node->llink != NULL) /* 替代節點re_node有左子樹，則把該左子樹往上掛為re_node的父節點的右子樹 */
|
||
connect(re_node, 'l');
|
||
else /* re_node指向的替代節點為樹葉 */
|
||
connect(re_node, 'n'); /* 'n'或應改為'm'，以利與後面的程式邏輯一致 */
|
||
strcpy(node->key, re_node->key);/* node所指的節點改以re_node節點內容覆蓋掉，完成置換 */
|
||
node->value = re_node->value;
|
||
|
||
return re_node; /* 回傳被抓交替的節點位址 */
|
||
}
|
||
|
||
/* 調整二元搜尋樹的鏈結，link為'r'表示處理右鏈結，為'l'表處理左鏈結，為'm'則將鏈結設為NULL */
|
||
void connect(dict *node, char link) /* 這裡傳入的node引數為即將被取代的節點位址 */
|
||
{
|
||
dict *parent;
|
||
parent = search_p(node); /* 搜尋將被取代的節點的父節點parent */
|
||
|
||
if (strcmp(node->key, parent->key) < 0) /* 被取代的節點位於parent的左子樹 */
|
||
if (link == 'r') /* 若link為'r'，則把node的右子樹改掛為parent的左子樹，相當於被取代的節點讓出位置 */
|
||
parent->llink = node->rlink;
|
||
else /* link為'm'，則node為樹葉，此時只需把parent的左子樹設為空 */
|
||
parent->llink = NULL;
|
||
else /* 被取代的節點位於parent的右子樹 */
|
||
if (link == 'l') /* 若link為'l'，則把node的左子樹改掛為parent的右子樹，相當於令node讓位 */
|
||
parent->rlink = node->llink;
|
||
else /* link為'm'，則node為樹葉，此時只需把parent的右子樹設為空 */
|
||
parent->rlink = NULL;
|
||
}
|
||
|
||
/* 以中序追蹤法秀出每個節點紀錄的姓名與成績，採遞迴方式 */
|
||
void inorder(dict *node)
|
||
{
|
||
if (node != NULL) {
|
||
inorder(node->llink);
|
||
printf("%s:%d\n", node->key, node->value);
|
||
inorder(node->rlink);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
void deleteAll(dict *node) /* 以後序走訪的方式刪除節點 */
|
||
{
|
||
if (node != NULL) {
|
||
deleteAll(node->llink);
|
||
deleteAll(node->rlink);
|
||
printf("刪除'w[%s]=%d'節點\n",node->key,node->value);
|
||
free(node);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/* 搜尋target所在節點 */
|
||
dict *search(char target[])
|
||
{
|
||
dict *node;
|
||
node = root;
|
||
while (node != NULL) {
|
||
if (strcmp(target, node->key) == 0) /* 若target與node所指的節點內存的字串相同，則回傳node所指節點位址 */
|
||
return node;
|
||
else
|
||
if (strcmp(target, node->key) < 0) /* 若target小於目前節點，則往左搜尋 */
|
||
node = node->llink;
|
||
else /* target大於目前節點，往右搜尋 */
|
||
node = node->rlink;
|
||
}
|
||
return node;
|
||
}
|
||
|
||
/* 搜尋右子樹替代節點 */
|
||
dict *search_re_r(dict *node)
|
||
{
|
||
dict *re_node;
|
||
re_node = node;
|
||
while (re_node != NULL && re_node->llink != NULL) /* 尋找node右子樹底部最左節點，此為最接近的節點，由re_node指向 */
|
||
re_node = re_node->llink;
|
||
return re_node; /* 找得到的re_node回傳出去 */
|
||
}
|
||
|
||
/* 搜尋左子樹替代節點 */
|
||
dict *search_re_l(dict *node)
|
||
{
|
||
dict *re_node;
|
||
re_node = node;
|
||
while (re_node != NULL && re_node->rlink != NULL) /* 尋找node左子樹底部最右節點 */
|
||
re_node = re_node->rlink;
|
||
return re_node; /* 找得到的re_node回傳出去 */
|
||
}
|
||
|
||
/* 搜尋node的父節點 */
|
||
dict *search_p(dict *node)
|
||
{
|
||
dict *parent;
|
||
parent = root;
|
||
while (parent != NULL) {
|
||
if (strcmp(node->key, parent->key) < 0) { /* 這裡strcmp()<0，意味node位於parent節點的左子樹 */
|
||
if (strcmp(node->key, parent->llink->key) == 0) /* 若parent的左子節點紀錄的name即為我們關心的節點node所載字串 */
|
||
return parent; /* 即把parent回傳出來 */
|
||
else /* 否則，原parent的左子節點設為下一個目標，繼續往下找尋 */
|
||
parent = parent->llink;
|
||
}
|
||
else { /* node位於parent節點的右子樹 */
|
||
if (strcmp(node->key, parent->rlink->key) == 0) /* 若parent的右子節點紀錄的name即為我們關心的節點所載字串 */
|
||
return parent; /* 即把parent回傳出來 */
|
||
else /* 否則，原parent的右子節點設為下一個目標，繼續往下找尋 */
|
||
parent = parent->rlink;
|
||
}
|
||
}
|
||
return NULL;
|
||
}
|