[C++] 二叉树计算文件单词数
使用二叉树计算文件单词数：
您的程序必须接受命令行上不确定数量的参数，第一个参数指定输出文件，其余指定输入文件。例如，参数可能如下所示：
输出文件 输入文件1 输入文件 2 …
有了这些参数，程序将依次打开和读取每个输入文件，建立一个二叉树（在构建时, 应将树保持为完整的二叉树），并在其进行过程中进行计数。
读取并关闭所有文件后，它必须创建输出文件并写出树中的单词（您应该使用6种方法遍历树：顺序、预序和后序，包括递归和非递归），每行一个单词，以及这个词的出现。
您的程序应忽略单词的大小写，以便 "This" 和 "this" 被视为相同。然而，实际上拼写不同的单词，如 "car" 和 "cars" 被认为是不同的单词。
为了允许很长的输入文件，每个单词出现次数的字段宽度应至少为六位十进制数字。您还应该汇总并打印不同单词的数量。
上述要求都是英文必应翻译的，意思差不多到了，主要就是用二叉树统计单词数量。那么为什么选用二叉树呢？我个人的看法是因为二叉树便于搜索，如果是线性表的话，进行搜索难免会出现从头检索到尾的情况，即使做了许多优化也不一定能有二叉树的效率。
前置技能
构造和遍历二叉树
这些可以在上一篇前中后序遍历二叉树中找到相应的介绍。此外，本次的程序还需要实现递归遍历。递归遍历与非递归相比简单很多，但与所有的递归算法相同，开销相对较大在数据量很大的情况下会造成栈溢出。（本文之后将在同文集转载一篇博文来描述这件事情https://www.cnblogs.com/bakari/p/5349383.html）
文件的打开、读取和写入
在C++中可以方便地调用#include <fstream>进行文件的读写，它定义了三种数据类型：
ofstream表示输出文件流，用于创建文件并向文件写入信息。ifstream表示输入文件流，用于从文件读取信息。fstream表示文件流，且同时具有 ofstream 和 ifstream 两种功能。
我们使用open()函数打开文件，使用close()函数关闭文件；读取和写入则与cin、cout相同，使用<<和>>。
#include<fstream>
//读取指定位置文件
string inf;
ifstream infile;
infile.open(inf.data());
char c;
infile >> c;
infile.close();
end of file：文件的末尾会有一个叫做eof的标记，我们可以使用infile.eof() 方便地判断是否到达文件末尾。
需求描述
原理上我们需要进行文件的写入，但是我写这个代码时间比较短，又懒得debug，这个功能就被我遗弃了。
读取文件
读取文件，并一个一个字符地进行单词判断（此时应注意忽略大小写）。
string s = " ";
char c;
while (!infile.eof()){
infile >> c;
//将字符链接到字符串s后
if((c >= 'a' && c <= 'z') || ( c >= '0' && c <= '9')){
if(s == " ") s = c;
else s += c;
}
//忽略大小写
else if(c >= 'A' && c <= 'Z'){
if(s == " ") s = c;
else s += (c - 32);
}
//当读到非字母或数字时，将非空的字符串s插入到二叉树中
else if(s != " "){
BinaryTreeNode * temp = new BinaryTreeNode(s);
n = t.sTreeNode(temp);
s = " ";
}
}
构建二叉树
以第一个单词构建二叉树，比较并插入其它单词的二叉树节点。这要求我们的二叉树节点类包括以下内容：在这里直接友元二叉树类很明显是我偷懒啦
class BinaryTreeNode{
private:
int count; //计数君
string word; //单词
BinaryTreeNode * leftChild; //左孩子
BinaryTreeNode * rightChild; //右孩子
public:
BinaryTreeNode();
BinaryTreeNode(string & str); //重载构造函数
friend class BinaryTree;
};
插入时修改了层次遍历的代码，遍历二叉树时直接用 string 标准库的重载函数进行比较，如果相同则计数并删除。
if(pointer->word == node->word){
pointer->count++;
delete node;
return true;
}
格式化输入输出
鉴于代码直接从上面二叉树拉过来的，直接修改visit()函数，以及在遍历时做好计数即可。
在老师给的文档里特别声明了，因为节点类中包括 string 类型成员变量，我们需要在析构的时候特别注意……对不起我忘了注意了！但因为没有 error 所以最后也没注意
具体实现
main.cpp
#include"binarytree.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string inf;
BinaryTree t;
while(cin >> inf){
ifstream infile;
infile.open(inf.data());
string s = " ";
char c;
bool n;
while (!infile.eof()){
infile >> c;
if((c >= 'a' && c <= 'z') || ( c >= '0' && c <= '9')){
if(s == " ") s = c;
else s += c;
}
else if(c >= 'A' && c <= 'Z'){
if(s == " ") s = c;
else s += (c - 32);
}
else if(s != " "){
BinaryTreeNode * temp = new BinaryTreeNode(s);
n = t.sTreeNode(temp);
s = " ";
}
}
infile.close();
}
cout<<"preorder"<<endl;
t.preOrder();
cout<<"inorder"<<endl;
t.inOrder();
cout<<"postorder"<<endl;
t.postOrder();
cout<<"finish"<<endl;
t.dpreOrder(t.root);
t.dinOrder(t.root);
t.dpostOrder(t.root);
return 0;
}
binarytree.h
#ifndef BINARYTREE_H
#define BINARYTREE_H
#include <string>
using namespace std;
class BinaryTreeNode;
class BinaryTree;
class BinaryTreeNode{
private:
int count; //计数君
string word; //单词
BinaryTreeNode * leftChild; //左孩子
BinaryTreeNode * rightChild; //右孩子
public:
BinaryTreeNode();
BinaryTreeNode(string & str);
friend class BinaryTree;
};
class BinaryTree{
public:
BinaryTreeNode * root; //根节点
BinaryTree(); //默认构造
BinaryTree(BinaryTreeNode * r);
~BinaryTree(); //析构
bool sTreeNode(BinaryTreeNode * node); //前序遍历并插入节点
void visit(BinaryTreeNode * pointer); //访问
void dpreOrder(BinaryTreeNode * node); //先序遍历
void dinOrder(BinaryTreeNode * node); //中序遍历
void dpostOrder(BinaryTreeNode * node); //后序遍历
void preOrder(); //先序遍历
void inOrder(); //中序遍历
void postOrder(); //后序遍历
void levelOrder();
};
#endif //BINARYTREE_H
binarytree.cpp
#include"binarytree.h"
#include<iostream>
#include<queue>
#include<stack>
using namespace std;
BinaryTreeNode::BinaryTreeNode(){
count = 0;
word = " ";
leftChild = nullptr;
rightChild = nullptr;
}
BinaryTreeNode::BinaryTreeNode(string & str){
count = 1;
word = str;
leftChild = nullptr;
rightChild = nullptr;
}
BinaryTree::BinaryTree(){
root = nullptr;
}
BinaryTree::BinaryTree(BinaryTreeNode * r){
root = r;
}
BinaryTree::~BinaryTree(){
root = nullptr;
}
void BinaryTree::visit(BinaryTreeNode * pointer){
cout<<pointer -> count<<" | "<< pointer -> word <<endl;
}
void BinaryTree::dpreOrder(BinaryTreeNode * node){
if (node == nullptr)
return;
visit(node);
dpreOrder(node->leftChild); //递归遍历左子树
dpreOrder(node->rightChild); //递归遍历右子树
}
void BinaryTree::dinOrder(BinaryTreeNode * node){
if (node == nullptr)
return;
dpreOrder(node->leftChild); //递归遍历左子树
visit(node);
dpreOrder(node->rightChild); //递归遍历右子树
}
void BinaryTree::dpostOrder(BinaryTreeNode* node){
if (node == nullptr)
return;
dpreOrder(node->leftChild); //递归遍历左子树
dpreOrder(node->rightChild); //递归遍历右子树
visit(node);
}
void BinaryTree::preOrder(){
int word = 0,num = 0;
stack<BinaryTreeNode * > nodeStack;
BinaryTreeNode * pointer = root;
while(!nodeStack.empty()||pointer != nullptr){
if(pointer != nullptr){
visit(pointer);
word += pointer->count;
num++;
if(pointer -> rightChild != nullptr)
nodeStack.push(pointer -> rightChild);
pointer = pointer -> leftChild;
}
else{
pointer = nodeStack.top();
nodeStack.pop();
}
}
std::cout<<word<<" | "<<num<<endl;
}
void BinaryTree::inOrder(){
int word = 0,num = 0;
using std::stack;
stack<BinaryTreeNode * > nodeStack;
BinaryTreeNode * pointer = root;
while(!nodeStack.empty()||pointer){
if(pointer){
nodeStack.push(pointer);
pointer = pointer -> leftChild;
}
else{
pointer = nodeStack.top();
visit(pointer);
word += pointer->count;
num++;
pointer = pointer -> rightChild;
nodeStack.pop();
}
}
std::cout<<word<<" | "<<num<<endl;
}
void BinaryTree::postOrder(){
int word = 0,num = 0;
using std::stack;
stack<BinaryTreeNode * > nodeStack;
BinaryTreeNode * pointer = root;
BinaryTreeNode * pre = root;
while(pointer != nullptr){
while(pointer -> leftChild != nullptr){
nodeStack.push(pointer);
pointer = pointer -> leftChild;
}
while(pointer != nullptr && (pointer -> rightChild == nullptr
|| pre == pointer -> rightChild)){
visit(pointer);
word += pointer->count;
num++;
pre = pointer;
if (nodeStack.empty()){
pointer = nullptr;
}
else{
pointer = nodeStack.top();
nodeStack.pop();
}
}
if (pointer != nullptr){
nodeStack.push(pointer);
pointer = pointer -> rightChild;
}
}
std::cout<<word<<" | "<<num<<endl;
}
bool BinaryTree::sTreeNode(BinaryTreeNode * node){
if(root == nullptr){
root = node;
return true;
}
using std::queue;
queue<BinaryTreeNode *>nodeQueue;
BinaryTreeNode * pointer = root;
if(pointer != nullptr){
nodeQueue.push(pointer);
}
while(!nodeQueue.empty()){
pointer = nodeQueue.front();
if(pointer->word == node->word){
pointer->count++;
delete node;
return true;
}
nodeQueue.pop();
if (pointer->leftChild){
nodeQueue.push(pointer->leftChild);
}
else{
pointer -> leftChild = node;
return true;
}
if (pointer->rightChild){
nodeQueue.push(pointer->rightChild);
}
else{
pointer -> rightChild = node;
return true;
}
}
delete node;
return false;
}
void BinaryTree::levelOrder(){
int word = 0,num = 0;
using std::queue;
queue<BinaryTreeNode*>nodeQueue;
BinaryTreeNode * pointer = root;
if(pointer)
nodeQueue.push(pointer);
while(!nodeQueue.empty()){
pointer = nodeQueue.front();
nodeQueue.pop();
word += pointer->count;
num++;
if(pointer->leftChild) nodeQueue.push(pointer->leftChild);
if(pointer->rightChild) nodeQueue.push(pointer->rightChild);
}
std::cout<<word<<" | "<<num<<endl;
}
都说软院学生是最乖的，因为我们天天在想：我哪错了？
