数据结构(初阶)—— 二叉树①(1)

简介: 数据结构(初阶)—— 二叉树①(1)

一、树的概念及结构

       树是一种非线性的数据结构,它是由n(n>=0)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png 一个节点含有的子树的个数称为该节点的度; 如上图:A的为6

叶节点或终端节点:

       度为0的节点称为叶节点; 如上图:B、C、H、I...等节点为叶节点

非终端节点或分支节点:

       度不为0的节点; 如上图:D、E、F、G...等节点为分支节点

双亲节点或父节点:

       若一个节点含有子节点,则这个节点称为其子节点的父节点; 如上图:A是B的父节点

孩子节点或子节点:

       一个节点含有的子树的根节点称为该节点的子节点; 如上图:B是A的孩子节点

兄弟节点:

       具有相同父节点的节点互称为兄弟节点; 如上图:B、C是兄弟节点

树的度:

       一棵树中,最大的节点的度称为树的度; 如上图:树的度为6

节点的层次:

       从根开始定义起,根为第1层,根的子节点为第2层,以此类推;

树的高度或深度:

       树中节点的最大层次; 如上图:树的高度为4

堂兄弟节点:

       双亲在同一层的节点互为堂兄弟;如上图:H、I互为兄弟节点

节点的祖先:

       从根到该节点所经分支上的所有节点;如上图:A是所有节点的祖先

子孙:

       以某节点为根的子树中任一节点都称为该节点的子孙。如上图:所有节点都是A的子孙

森林:

       由m(m>0)棵互不相交的树的集合称为森林;

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

二、二叉树的概念

1.什么是二叉树

一棵二叉树是结点的一个有限集合,该集合:

1. 或者为空

2. 由一个根节点加上两棵别称为左子树和右子树的二叉树组成

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

从上图可以看出:

1.二叉树每个结点的度都小于等于2;

2. 二叉树的子树有左右之分,次序不能颠倒,因此二叉树是有序树;

2.特殊的二叉树

①满二叉树

       一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是满二叉树。也就是说,如果一个二叉树的层数为K,且结点总数是2^k-1,则它就是满二叉树。

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

②完全二叉树

       完全二叉树是效率很高的数据结构,完全二叉树是由满二叉树而引出来的。对于深度为K 的,有n个结点的二叉树,当且仅当其每一个结点都与深度为K的满二叉树中编号从1至n的结点一一对应时称之为完全二叉树。 要注意的是满二叉树是一种特殊的完全二叉树。

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

完全二叉树必须满足前N-1层是满二叉树,第N层从左向右是连续的;所以满二叉树一定是完全二叉树,而完全二叉树不一定是满二叉树;


1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

完全二叉树必须满足前N-1层是满二叉树,第N层从左向右是连续的;所以满二叉树一定是完全二叉树,而完全二叉树不一定是满二叉树;

3.二叉树的性质

1. 若规定根节点的层数为1,则一棵非空二叉树的第i层上最多有2^(i-1)个结点.

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

2. 若规定根节点的层数为1,则深度为h的二叉树的最大结点数是2^h-1

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

3. 对任何一棵二叉树, 如果度为0其叶结点个数为 , 度为2的分支结点个数为 ,则有n0=n2+1

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

4. 若规定根节点的层数为1,具有n个结点的满二叉树的深度,h=log2(n+1)

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

5. 对于具有n个结点的完全二叉树,如果按照从上至下从左至右的数组顺序对所有节点从0开始编号,则对 于序号为i的结点有:

       ① 若i>0,i位置节点的双亲序号:(i-1)/2;i=0,i为根节点编号,无双亲节点

       ② 若2i+1<n,左孩子序号:2i+1,2i+1>=n否则无左孩子

       ③ 若2i+2<n,右孩子序号:2i+2,2i+2>=n否则无右孩子

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

4.二叉树的存储结构

二叉树一般可以使用两种结构存储,一种顺序结构,一种链式结构。

1. 顺序存储

       顺序结构存储就是使用数组来存储,一般使用数组 只适合表示完全二叉树 ,因为不是完全二叉树会有空 间的浪费。而现实中使用中只有堆才会使用数组来存储,关于堆我们后面的章节会专门讲解。二叉树顺序存储在物理上是一个数组,在逻辑上是一颗二叉树。

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png

2. 链式存储

       二叉树的链式存储结构是指,用链表来表示一棵二叉树,即用链来指示元素的逻辑关系。 通常的方法是 链表中每个结点由三个域组成,数据域和左右指针域,左右指针分别用来给出该结点左孩子和右孩子所 在的链结点的存储地址 。链式结构又分为二叉链和三叉链;

三叉链暂时不做介绍,在后期更新进阶数据结构时,再细讲;

1ecd1b2606ed46e9956a89f231c9802c.png


目录
相关文章
|
20天前
|
存储 算法 关系型数据库
数据结构与算法学习二一:多路查找树、二叉树与B树、2-3树、B+树、B*树。(本章为了解基本知识即可,不做代码学习)
这篇文章主要介绍了多路查找树的基本概念,包括二叉树的局限性、多叉树的优化、B树及其变体(如2-3树、B+树、B*树)的特点和应用,旨在帮助读者理解这些数据结构在文件系统和数据库系统中的重要性和效率。
14 0
数据结构与算法学习二一:多路查找树、二叉树与B树、2-3树、B+树、B*树。(本章为了解基本知识即可,不做代码学习)
|
20天前
|
存储 算法 搜索推荐
数据结构与算法学习十七:顺序储存二叉树、线索化二叉树
这篇文章主要介绍了顺序存储二叉树和线索化二叉树的概念、特点、实现方式以及应用场景。
15 0
数据结构与算法学习十七:顺序储存二叉树、线索化二叉树
|
21天前
|
Java
【用Java学习数据结构系列】震惊,二叉树原来是要这么学习的(二)
【用Java学习数据结构系列】震惊,二叉树原来是要这么学习的(二)
24 1
|
21天前
|
算法 Java C语言
【用Java学习数据结构系列】震惊,二叉树原来是要这么学习的(一)
【用Java学习数据结构系列】震惊,二叉树原来是要这么学习的(一)
22 1
|
23天前
|
存储
【数据结构】二叉树链式结构——感受递归的暴力美学
【数据结构】二叉树链式结构——感受递归的暴力美学
|
27天前
|
存储 编译器 C++
【初阶数据结构】掌握二叉树遍历技巧与信息求解:深入解析四种遍历方法及树的结构与统计分析
【初阶数据结构】掌握二叉树遍历技巧与信息求解:深入解析四种遍历方法及树的结构与统计分析
|
26天前
|
存储 算法 调度
数据结构--二叉树的顺序实现(堆实现)
数据结构--二叉树的顺序实现(堆实现)
|
27天前
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解(三)
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解
|
27天前
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解(二)
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解
|
27天前
|
存储
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解(一)
【高阶数据结构】二叉树进阶探秘:AVL树的平衡机制与实现详解