🎈一.二叉树相关概念
1.树
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,树结构通常用来存储逻辑关系为 "一对多" 的数据。例如:
关于树的几个重要概念:
1)树的度:一棵树中,所有结点度的最大值称为树的度,如上图,这棵树的度为3;
2)节点的度:一个结点含有子树的个数称为该结点的度,如上图,A节点的度为3;
3)根节点:一棵树中,没有双亲结点的结点,如上图,A就是根节点;
4)叶子节点:简单来说,度为0的就是叶子节点,如上图,K,L,F,M等都是叶子节点;
5)树的高度或深度:树中结点的最大层次,如上图,树的高度为4;
那么什么是二叉树呢?
简单地理解,满足以下两个条件的树就是二叉树:
- 本身是有序树;
- 树中包含的各个节点的度不能超过 2,即只能是 0、1 或者 2;
如图:
🎈二.二叉树的性质
1.若规定根结点的层数为1,则一棵非空二叉树的第i层上最多有 2^i-1(i>0)个结点;
2.若规定只有根结点的二叉树的深度为1,则深度为K的二叉树的最大结点数是2^k-1 (k>=0);
3. 对任何一棵二叉树, 如果其叶结点个数为 n0, 度为2的非叶结点个数为 n2,则有n0=n2+1;
✅关于此结论的推导:
对于任意一棵二叉树,一棵有N个节点的树就有N-1条边
假设度为0的节点为n0,度为1的节点为n1,度为2的节点为n2,度为0的节点没有边,度为1的节点有1条边,度为2的节点有2条边,由此可得:
N-1=n1*1+n2*2 ----------------产生的边的关系
N=n0+n1+n2 ----------------产生节点的关系
联立就可以得出这个结论:n0=n2+1
4.具有n个结点的完全二叉树的深度k为 log2(n+1)上取整;
✅习题:
1) 在具有 2n 个结点的完全二叉树中,叶子结点个数为(A);
A .n B. n+1 C. n-1 D. n/2
解析:
完全二叉树分奇偶数俩种情况,如上图,本题有2n个节点,是偶数,那么度为1的节点数只有1个,所以可知:
2n=n0+n1+n2;
n0=n2+1;
代入可求:n0=n;
2)一个具有767个节点的完全二叉树,其叶子节点个数为(B);
A. 383 B. 384 C. 385 D. 386
解析:因为它是一棵完全二叉树,节点数为奇数,说明它是一棵满二叉树,所以没有度为1的节点,由此可知:
767=n0+n2;
n0=n2+1;
联立上式可以求出答案
🎈三.构造二叉树
二叉树的存储结构分为:顺序存储和类似于链表的链式存储。
构造一个类,里面存放左子树,右子树,数据域;
publicstaticclassTreeNode { publiccharval;//数据域publicTreeNodeleft;//左节点publicTreeNoderight;//右节点publicTreeNode(charval) { this.val=val; } } //构造树publicTreeNodecreateTree() { TreeNodenode1=newTreeNode('A'); TreeNodenode2=newTreeNode('B'); TreeNodenode3=newTreeNode('C'); TreeNodenode4=newTreeNode('D'); TreeNodenode5=newTreeNode('E'); TreeNodenode6=newTreeNode('F'); TreeNodenode7=newTreeNode('G'); node1.left=node2; node1.right=node3; node2.left=node4; node2.right=node5; node3.left=node6; node3.right=node7; returnnode1; } }