1.7.课设实验-数据结构-二叉树-文件夹创建系统

一.题目：

利用二叉树简单理解文件夹创建的过程。

二.代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<math.h>//二叉树结构体 
typedef struct BiTNode
{//1.结点即文件夹名称char nameFileNode[50];//2.左、右孩子指针即子目录 struct BiTNode *lchild;struct BiTNode *rchild;//3.父指针即父级目录 struct BiTNode *parent; 
}BiTNode,*BiTree;//单个文件夹在顺序表中的数据 
typedef struct
{//1.文件夹名称char nameFile[50];//2.文件夹的父级路径的索引int parentIndex; 
}FileData; //存储二叉树即文件夹的顺序表->长度采用动态变化 
typedef struct 
{//1.指向动态数组的指针->表示连续存储的空间 FileData *data;//2.顺序表中当前文件夹个数    int numFile; //3.动态数组当前数组最大容量        int capacity;      
}FileList;/*---------------------------------------赵旭文---------------------------------------*/
//求文件夹二叉树的树高的函数
int treeDepth(BiTree T)
{if(T==NULL){return 0;}else{int l = treeDepth(T->lchild);int r = treeDepth(T->rchild);return l > r ? l+1 : r+1;}
} //查找父级目录在文件夹顺序表中的位置的函数
/*形参需要文件夹顺序表、父指针指向的文件夹*/ 
/*返回父级目录在文件夹顺序表中的索引*/ 
int findParent(FileList list,BiTNode *parent)
{//特殊情况即根结点->只有根结点的父指针为NULL if(parent == NULL) {return -1;  // 根节点的父节点索引为-1 }//1.遍历文件夹顺序表查找是否有与父指针指向的文件夹同名的文件夹for( int i=0 ; i<list.capacity ; i++ ){//2.判断当前索引上的文件夹与父指针指向的文件夹是否同名int result = strcmp( list.data[i].nameFile , parent->nameFileNode );//3.结果if(result==0){//4.查找成功，返回索引return i; } } //5.查找失败，返回-1return -1; 
}
/*---------------------------------------赵旭文---------------------------------------*//*---------------------------------------黄黄---------------------------------------*/
//添加文件夹到文件夹顺序表的函数
/*形参包括文件夹顺序表、插入的文件夹名称(插入到顺序表)、文件夹二叉树(用来求扩容常量)、插入的文件夹(找父级路径)*/
void InsertFileData(FileList &list,char name[50],BiTree T,BiTNode file)
{//1.把文件夹放入文件夹顺序表的最后一位(刚好就是list.numFile，比如0个文件夹时新添加一个就在0索引)strcpy( list.data[ list.numFile ].nameFile , name );  //2.补全刚放入的文件夹的父级目录的索引/*2.1.调用函数findParent查找父级目录在文件夹顺序表中的索引*/int index= findParent( list , file.parent );/*2.2.赋值*/list.data[ list.numFile ].parentIndex = index;//3.文件夹顺序表的文件夹数量加1 list.numFile++;//4.文件夹顺序表扩容/*4.1.求文件夹二叉树的高度*/int height=treeDepth(T);/*4.2.得出扩容结果*///list.capacity = list.capacity + pow(2,height);这里只改变了capacity，但没有重新分配内存(会出现主函数崩溃)，正确如下：//得出新的扩容结果并记录int newCapacity = list.capacity + pow(2, height); /*调用realloc函数，第一个参数就是先前获得的内存块，第二个参数就是新扩容的内存块，如果需要还会复制旧内存块的内容*/   FileData *newData = (FileData*)realloc( list.data, sizeof(FileData) * newCapacity );//判断 if(newData!=NULL) {//此时成功分配 list.data = newData; //记录新的扩容结果 list.capacity = newCapacity; //记录扩容后的长度 } 
} 	 // 创建文件夹(结点)即插入结点到二叉树的函数
/*形参需要文件夹二叉树、新插入的文件夹名称、文件夹顺序表*/
void creatFile(BiTree &T, char inputFile[50],FileList &list)
{//1.判空 if(T == NULL) return;//2.在文件夹二叉树中找到要插入的位置，判断是否创建在当前文件夹的子目录下printf("当前文件夹：%s \n", T->nameFileNode);printf("请选择创建位置(1.左子目录 2.右子目录 3.取消创建)：");int result;scanf("%d", &result);  //3.判断 if(result == 1) {//4.创建在左目录下if(T->lchild == NULL) //左子目录为空，可直接创建 {//4.1.先给T的左孩子分配内存空间T->lchild = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));//4.2.判断 if( T->lchild == NULL) /*内存分配失败*/{printf("内存分配失败！\n");return;}else /*内存分配成功*/{strcpy(T->lchild->nameFileNode, inputFile); //初始化新节点T->lchild->lchild = NULL; //设置左指针 T->lchild->rchild = NULL; //设置右指针 T->lchild->parent = T;  //设置父指针printf("文件夹 '%s' 创建成功！\n", inputFile);InsertFileData(list, inputFile, T , *(T->lchild)); //添加到顺序表中.第四个形参是插入的文件夹即左孩子上 }} else //左子目录不为空，需递归 {printf("左子目录已存在，递归创建...\n");creatFile(T->lchild, inputFile , list);}} else if(result == 2) {//5.创建在右目录下if(T->rchild == NULL) //右子目录为空，可直接创建{//5.1.先给T的右孩子分配内存空间T->rchild = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));//5.2.判断 if(T->rchild == NULL) /*内存分配失败*/{printf("内存分配失败！\n");return;}else /*内存分配成功*/{strcpy(T->rchild->nameFileNode, inputFile); // 初始化新节点T->rchild->lchild = NULL; //设置左指针T->rchild->rchild = NULL; //设置右指针T->rchild->parent = T;  // 设置父指针printf("文件夹 '%s' 创建成功！\n", inputFile);InsertFileData(list, inputFile, T , *(T->rchild)); // 添加到顺序表中}} else //右子目录不为空，需递归 {printf("右子目录已存在，递归创建...\n");creatFile(T->rchild, inputFile, list);}}else {//6.取消创建 printf("取消创建操作。\n");return;}
}
/*---------------------------------------黄黄---------------------------------------*//*---------------------------------------青格勒---------------------------------------*/
//删除文件夹(结点)即删除二叉树中结点的函数->1次只删1个文件夹，删两个会出现父级路径和子文件夹都删了  
/*形参需要文件夹二叉树、要删除的文件夹名称、文件夹顺序表*/
void deleteFile(BiTree &T, char deleteFileName[50], FileList &list)
{// 1.首先在顺序表中查找要删除的文件夹int deleteIndex = -1;for(int i = 0; i < list.numFile; i++){if( strcmp(list.data[i].nameFile, deleteFileName) == 0){//代表查找成功 deleteIndex = i;break;}}// 2.如果未找到，直接返回if(deleteIndex == -1){printf("删除失败，文件夹 '%s' 不存在！\n", deleteFileName);return;}//3.在二叉树中查找要删除的结点 BiTree deleteNode = NULL; //要删除的结点即要删除的文件夹 BiTree parentNode = NULL; //要删除的文件夹的父级路径 int isLeftChild = 0; // 0:不是左孩子 1:是左孩子//3.1.使用层次遍历查找要删除的节点->使用到了队列->类似线性查找 BiTree queue[100]; //队列->长度为100，类型为文件夹二叉树 int front = 0, rear = 0; //front为头指针，rear为尾指针 queue[rear++] = T; //初始时访问根结点，根结点T入队->注：是先赋值，再rear++(rear++得出的rear就指向了下一个插入的位置) //3.2.循环遍历文件夹二叉树->只要头指针小于尾指针，就说明队列里有文件夹，就需要继续处理 while(front < rear){//3.2.先处理头指针，把头指针设为当前处理的文件夹current，然后front++(代表下次处理后一个文件夹) BiTree current = queue[front++];//3.3.对比当前处理的文件夹与要删除的文件夹是否同名 if( strcmp(current->nameFileNode, deleteFileName) == 0){//3.4.找到了要删除的文件夹，赋值给deleteNode，并跳出循环 deleteNode = current;break;}//3.4.此时意味着没有找到要删除的文件夹，让其左子树、右子树依次入队列进行查找 if(current->lchild != NULL){//先赋值，再rear++ queue[rear++] = current->lchild;}if(current->rchild != NULL){//先赋值，再rear++ queue[rear++] = current->rchild;}}//3.5.判空 if(deleteNode == NULL){printf("删除失败，在二叉树中未找到文件夹 '%s'！\n", deleteFileName);return;}//4.获取父节点信息parentNode = deleteNode->parent;//4.1.判空 if(parentNode != NULL){//4.2.父结点不为空 if(parentNode->lchild == deleteNode){//4.3.意味着要删除的文件夹deleteNode在其父级路径的左孩子上 isLeftChild = 1;}else{//4.4.意味着要删除的文件夹deleteNode在其父级路径的右孩子上isLeftChild = 0;}}//5.检查要删除的节点是否有子节点if(deleteNode->lchild != NULL || deleteNode->rchild != NULL){printf("删除失败，文件夹 '%s' 包含子文件夹，请先删除子文件夹！\n", deleteFileName);return;}//6.从二叉树中删除节点//6.1.删除的是根节点if(parentNode == NULL) {printf("警告：正在删除根节点！\n");free(T);T = NULL;}else //6.2.删除非根节点{if(isLeftChild){//6.3.此时说明要删除是父级路径的左子树 parentNode->lchild = NULL;}else{//6.4.此时说明要删除是父级路径的右子树 parentNode->rchild = NULL;}//6.5.清空 free(deleteNode);}//7.从顺序表中删除对应的文件夹数据//7.1 首先删除所有以该文件夹为父节点的子文件夹for(int i = 0; i < list.numFile; i++){//7.2.找到了孤立的文件夹 if(list.data[i].parentIndex == deleteIndex){printf("警告：发现孤立的子文件夹 '%s'，正在清理...\n", list.data[i].nameFile);}}//7.3.移动顺序表中的文件夹，覆盖要删除的元素(删除最后1个文件夹时无需移动)for(int i = deleteIndex; i < list.numFile - 1; i++){//7.4.把后一个文件夹移动到当前文件夹 strcpy(list.data[i].nameFile, list.data[i + 1].nameFile);//7.5.更改父级路径索引 list.data[i].parentIndex = list.data[i + 1].parentIndex;//7.6.更新父索引：如果父索引大于删除索引，需要减1->减1才能移动指向前1位(因为删除了1个文件夹) if(list.data[i].parentIndex > deleteIndex){list.data[i].parentIndex--;}}// 7.3 更新顺序表计数即顺序表中文件夹个数减1 list.numFile--;// 8.更新所有父索引指向被删除节点的子节点->遍历查找是否有父索引等于删除索引的for(int i = 0; i < list.numFile; i++){//8.1.找到了父索引指向删除索引的 if(list.data[i].parentIndex == deleteIndex){//8.2.设置为根节点或无父节点list.data[i].parentIndex = -1; printf("警告：文件夹 '%s' 的父文件夹已被删除，已将其父索引重置\n", list.data[i].nameFile);}}printf("文件夹 '%s' 删除成功！\n", deleteFileName);// 9.打印删除后的顺序表状态（用于调试）printf("删除后顺序表状态：\n");for(int i = 0; i < list.numFile; i++){printf("索引%d: 名称为%s, 父索引为%d\n", i, list.data[i].nameFile, list.data[i].parentIndex);}
}//带交互的删除函数包装器->进入删除操作的函数 
void deleteFileInteractive(BiTree &T, FileList &list)
{//1.判空 if(list.numFile == 0){printf("当前没有文件夹可删除！\n");return;}//2.此时文件夹顺序表不为空，打印 printf("当前所有文件夹：\n");for(int i = 0; i < list.numFile; i++){//2.1.打印当前文件夹名称 printf("%d. %s", i + 1, list.data[i].nameFile);//2.2.打印当前文件夹的父级路径->根结点无需打印父级路径 if(list.data[i].parentIndex != -1){printf(" (父文件夹: %s)", list.data[list.data[i].parentIndex].nameFile);}printf("\n");}//3.输入要删除的文件夹的名称 printf("请输入要删除的文件夹名称：");char deleteFileName[50];scanf("%s", deleteFileName);//4.调用deleteFile函数进行删除 deleteFile(T, deleteFileName, list);
}
/*---------------------------------------青格勒---------------------------------------*//*---------------------------------------吴佳峻---------------------------------------*/
//查找文件夹(结点)的函数
/*形参需要文件夹顺序表、要查找的文件夹的名称*/
void findFile(FileList list,char findFileName[50])
{//1.遍历顺序表查找是否存在 for( int i = 0; i < list.numFile; i++ ){//2.记录对比结果 int result = strcmp( list.data[i].nameFile , findFileName);//3.判断 if(result == 0) /*查找成功->找出当前文件夹完整路径*/{printf("找到文件夹 '%s'\n", findFileName);// 3.1.构建路径栈->打印完整路径，用栈，因为最后找到磁盘，但磁盘先打印，为栈 char pathStack[100][50]; // 存储路径组件int stackTop = 0;// 3.2.当前文件夹入栈strcpy( pathStack[stackTop], list.data[i].nameFile);stackTop++;// 3.3.回溯父路径int fatherIndex = list.data[i].parentIndex; //记录父级文件夹索引 while(fatherIndex != -1) //等于-1时意味着找到根目录，停止循环{strcpy( pathStack[stackTop], list.data[fatherIndex].nameFile);stackTop++;fatherIndex = list.data[fatherIndex].parentIndex;}// 3.4.从根节点开始拼接完整路径printf("完整路径: ");for(int j = stackTop - 1; j >= 0; j--) //从栈顶开始 {printf("%s", pathStack[j]);if(j > 0) printf("\\");}printf("\n");return;}}// 4.查找失败printf("查找失败，该文件夹 '%s' 不存在\n", findFileName);
} //初始化文件夹顺序表的函数
void initFileList(FileList *list, int capacity) 
{//1.创建连续的存储空间 list->data = (FileData*)malloc(sizeof(FileData) * capacity);//2.初始时顺序表没有任何文件夹 list->numFile = 0;//3.初始动态数组当前最大容量  list->capacity = capacity;
}//初始化文件夹二叉树的函数
void initBiTree(BiTree &T,FileList &list) //不是BiTree *T，而是BiTree &T，传地址 
{//1.申请根结点存储空间->根结点为结点，用BiTNode申请空间，最终要是BiTree型即树 T = (BiTree)malloc( sizeof(BiTNode) );//2.根结点赋值strcpy( T->nameFileNode , "D盘" );//3.一开始只有根结点，根结点的初始左、右孩子指针都为NULLT->lchild = NULL;T->rchild = NULL;//4.根结点的父指针指向NULLT->parent = NULL; //5.把根结点放入文件夹顺序表/*对于根结点需要特殊处理，在InsertFileData函数中第四个参数BiTNode parent是BiTNode型，因此传第四个参数时不能直接传T，因为T是BiTree型，由于此时是根结点，父指针必为NULL，所以可以定义一个BiTNode类型的变量，让其父指针为NULL*/BiTNode parentT;parentT.parent = NULL; InsertFileData(list,T->nameFileNode,T,parentT);
} 
/*---------------------------------------吴佳峻---------------------------------------*/int main()
{//1.创建文件夹顺序表->可以是全局变量，也可以是局部变量 FileList list; /*注：全局变量必须有初值*///2.初始化文件夹顺序表->函数调用必须在main函数里 initFileList(&list,1); /*初始化容量为1*//*list->data：指向一块可以容纳1个FileNode的连续内存空间list->numFile = 0：当前实际存储的文件夹个数，初始时为0list->capacity = 1：数组的最大容量，表示当前最多可以存储1个FileNode*///3.创建文件夹二叉树->初始为一个空树 BiTree root=NULL; //4.初始化文件夹二叉树initBiTree(root,list); //界面 printf("------------------------------------------- \n");printf("    1.创建文件夹           2.删除文件夹 \n");printf("    3.查找文件夹           4.退出 \n");printf("------------------------------------------- \n");while(true){printf("请输入接下来的操作编号：");int choose;scanf("%d",&choose);printf("------------------------------------------- \n");switch(choose){case 1:{//输入信息printf("请输入新创建的文件夹名称：");char inputFile[50];scanf("%s",inputFile); creatFile(root,inputFile,list);printf("------------------------------------------- \n");break;}case 2:{// 修改这里的调用deleteFileInteractive(root, list);printf("------------------------------------------- \n");break;}case 3:{//输入信息printf("请输入要查找的文件夹："); char findFileName[50];scanf("%s",findFileName);findFile(list,findFileName);printf("------------------------------------------- \n");break;}		case 4:{exit(0);}default:{printf("该操作不存在 \n");printf("------------------------------------------- \n");break;}		}}return 0;
}