用二叉树表示家谱关系并实现各种查找功能扩展内容：用c语言编写一个完成的可运行的程序采用一棵二叉树表示一个家谱关系由若干家谱记录构成每个家谱记录由父亲妻子和儿子的姓名构成其中姓名是关键字要求程序具有以下功能。①文件操作功能：家谱记录的输入家谱记录的输出清除全部文件记录和将家谱记录存盘。要求在输入家谱记录时按从祖先到子孙的顺序输入第一个家谱记录的父亲域为所有人的祖先。②家谱操作功能：用括号表示法输出家

以下是该程序的代码实现：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>

typedef struct node { char name[20]; struct node *father; struct node *mother; struct node *left; struct node *right; } Node;

Node *root = NULL;

void insert(Node *node, char *fatherName, char *motherName, char *name); void printPreorder(Node *node); void printParentheses(Node *node); void printChildren(Node *node, char *name); void printAncestors(Node *node, char *name); void clear(Node *node); void saveToFile(Node *node, FILE *fp); void loadFromFile(FILE *fp);

int main() { char command[10]; while (1) { printf("请输入命令："); scanf("%s", command); if (strcmp(command, "input") == 0) { char fatherName[20], motherName[20], name[20]; printf("请输入父亲、母亲和儿子的姓名（以空格分隔）："); scanf("%s %s %s", fatherName, motherName, name); insert(root, fatherName, motherName, name); } else if (strcmp(command, "output") == 0) { printParentheses(root); printf("\n"); } else if (strcmp(command, "children") == 0) { char name[20]; printf("请输入要查找儿子的人的姓名："); scanf("%s", name); printChildren(root, name); } else if (strcmp(command, "ancestors") == 0) { char name[20]; printf("请输入要查找祖先的人的姓名："); scanf("%s", name); printAncestors(root, name); printf("\n"); } else if (strcmp(command, "clear") == 0) { clear(root); root = NULL; } else if (strcmp(command, "save") == 0) { FILE *fp = fopen("data.txt", "w"); saveToFile(root, fp); fclose(fp); printf("保存成功！\n"); } else if (strcmp(command, "load") == 0) { FILE *fp = fopen("data.txt", "r"); loadFromFile(fp); fclose(fp); printf("载入成功！\n"); } else if (strcmp(command, "exit") == 0) { break; } else { printf("无效命令，请重新输入！\n"); } } return 0; }

void insert(Node *node, char *fatherName, char *motherName, char *name) { if (node == NULL) { node = (Node *) malloc(sizeof(Node)); strcpy(node->name, name); node->father = (Node *) malloc(sizeof(Node)); strcpy(node->father->name, fatherName); node->mother = (Node *) malloc(sizeof(Node)); strcpy(node->mother->name, motherName); node->left = NULL; node->right = NULL; if (root == NULL) { root = node; } } else if (strcmp(node->name, fatherName) == 0) { Node *child = (Node *) malloc(sizeof(Node)); strcpy(child->name, name); child->father = node; child->mother = (Node *) malloc(sizeof(Node)); strcpy(child->mother->name, motherName); child->left = NULL; child->right = NULL; if (node->left == NULL) { node->left = child; } else { Node *temp = node->left; while (temp->right != NULL) { temp = temp->right; } temp->right = child; } } else { insert(node->left, fatherName, motherName, name); insert(node->right, fatherName, motherName, name); } }

void printPreorder(Node *node) { if (node != NULL) { printf("%s ", node->name); printPreorder(node->left); printPreorder(node->right); } }

void printParentheses(Node *node) { if (node != NULL) { printf("%s", node->name); if (node->left != NULL || node->right != NULL) { printf("("); printParentheses(node->left); if (node->right != NULL) { printf(","); printParentheses(node->right); } printf(")"); } } }

void printChildren(Node *node, char *name) { if (node != NULL) { if (strcmp(node->name, name) == 0) { Node *child = node->left; while (child != NULL) { printf("%s ", child->name); child = child->right; } printf("\n"); } else { printChildren(node->left, name); printChildren(node->right, name); } } }

void printAncestors(Node *node, char *name) { if (node != NULL) { if (strcmp(node->name, name) == 0) { return; } printAncestors(node->father, name); printf("%s ", node->name); printAncestors(node->mother, name); } }

void clear(Node *node) { if (node != NULL) { clear(node->left); clear(node->right); free(node->father); free(node->mother); free(node); } }

void saveToFile(Node *node, FILE *fp) { if (node != NULL) { fprintf(fp, "%s %s %s\n", node->father->name, node->mother->name, node->name); saveToFile(node->left, fp); saveToFile(node->right, fp); } }

void loadFromFile(FILE *fp) { char fatherName[20], motherName[20], name[20]; while (fscanf(fp, "%s %s %s\n", fatherName, motherName, name) != EOF) { insert(root, fatherName, motherName, name); } }

在该程序中，我们定义了一个结构体Node，用于表示家谱树的每个节点。每个节点包含一个姓名、一个父亲节点、一个母亲节点、一个左子节点和一个右子节点。我们还定义了一个全局变量root，用于保存家谱树的根节点。

在main函数中，我们通过循环读取用户输入的命令，并根据命令执行相应的操作。如果是输入命令（input），则读取父亲、母亲和儿子的姓名，并调用insert函数将新节点插入家谱树中。如果是输出命令（output），则调用printParentheses函数以括号表示法输出家谱树。如果是查找儿子命令（children），则读取要查找的人的姓名，并调用printChildren函数查找其所有儿子。如果是查找祖先命令（ancestors），则读取要查找的人的姓名，并调用printAncestors函数查找其所有祖先。如果是清除命令（clear），则调用clear函数清除整个家谱树。如果是保存命令（save），则将家谱树保存到文件中。如果是载入命令（load），则从文件中读取家谱树。

在insert函数中，我们首先判断当前节点是否为空，如果为空则创建一个新节点，并将其设置为根节点（如果根节点为空）。如果当前节点不为空，并且其姓名与父亲的姓名匹配，则创建一个新节点，并将其插入到当前节点的子节点列表中。否则，递归调用insert函数，继续在当前节点的左子树和右子树中查找与父亲姓名匹配的节点。

在printPreorder函数中，我们采用先序遍历的方式输出家谱树中每个节点的姓名。在printParentheses函数中，我们采用括号表示法输出家谱树。

在printChildren函数中，我们首先判断当前节点的姓名是否与要查找的姓名匹配，如果匹配则遍历当前节点的子节点列表，并输出所有子节点的姓名。否则，递归调用printChildren函数，继续在当前节点的左子树和右子树中查找要查找的姓名。

在printAncestors函数中，我们首先判断当前节点的姓名是否与要查找的姓名匹配，如果匹配则直接返回。否则，递归调用printAncestors函数，先输出当前节点的父亲节点的姓名，然后递归调用printAncestors函数，输出当前节点的母亲节点的姓名。

在clear函数中，我们首先递归调用clear函数，清除当前节点的左子树和右子树，然后释放当前节点的父亲节点、母亲节点和自身的内存。

在saveToFile函数中，我们采用前序遍历的方式将家谱树输出到文件中。

在loadFromFile函数中，我们从文件中读取父亲、母亲和儿子的姓名，并调用insert函数将新节点插入家谱树中