植物大战 二叉树 概念——C

简介: 植物大战 二叉树 概念——C

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普通树的概念

树由 根 和 n 棵子树组成,树是非线性数据结构。树是递归定义的,这点很重要。

树的特点

1.树的子树是不相交的。

2.除了根节点外,每个结点有且仅有一个父节点。

3.一棵N个节点的树有N-1条边。

树的术语

以下加粗的为重点


树的度:一棵树中,最大的节点的度称为树的度


节点的层次:从根开始定义起,根为第一层,根的子节点为第二层。


数的高度或深度:树中节点的最大层次。


节点的度:一个节点含有的子树的个数成为该节点的度。


叶节点或终端节点:度为0的节点称为叶节点;


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。


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。


兄弟节点:具有相同父节点点节点称为兄弟节点。亲兄弟才是兄弟节点。


堂兄弟节点:双亲在同一层的节点护卫堂兄弟。


节点的祖先:从根到该节点所经分支上的所有节点。


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。


森林:有m(m > 0)棵互不相交的数的集合称为森林。


普通树的表示

来看看先辈们创造的优秀智慧。

存储树最优秀的结构:孩子兄弟表示法

即:一个节点有多少个孩子都无所谓。父亲指向第一个孩子,剩下的孩子,用孩子的兄弟指针连接起来。

typedef int DataType;
struct Node
{
 struct Node* _firstChild1; // 第一个孩子结点
 struct Node* _pNextBrother; // 指向其下一个兄弟结点
 DataType _data; // 结点中的数据域
};


二叉树概念

二叉树是我们要研究的重点。

二叉树:一棵二叉树是结点的一个有限集合。

该集合有两种情况。

1.为空树

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

二叉树的特点

1.二叉树的度最大为2,即最多只有两颗子树。

2.二叉树的子树有有左右之分,次序不能颠倒,因此二叉树是有序树。

注意:因为二叉树是递归定义的

对于任意的二叉树都是由以下几种情况复合而成的



二叉树的性质

二叉树的性质是建立在两种特殊的二叉树上研究的。

1.满二叉树:每一层的结点数都达到了最大值。

2.完全二叉树:前k-1层都是满的,最后一层不满,但是最后一层从左往右是连续的。

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

性质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 2h-1 .

解释:根据等比数列前n项的和来看,n层相加得到2h-1 。


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


性质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).

解释:这是对2h-1 = n公式的转换。


性质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

于下标为i的结点有以下解释:


1.i位置节点的双亲下标:(i-1)/2

2.左孩子下标:2i+1

3.右孩子下标:2i+2

如图。


数组二叉树

上一章的堆,已经叙述。

  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。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。


链式二叉树

学链式二叉树的什么内容?

普通二叉树增删查改没有价值,如果是为了单纯存放数据,不如用线性表。我们现在学习二叉树,1.是为了更好的控制他的结构,为后续学习复杂的搜索二叉树打基础

包括平衡搜索二叉树:AVL数、红黑树。学习搜索二叉树的意义在于可以用于搜索.

2.很多二叉树OJ算法题,都出在普通二叉树上。


二叉树的遍历

二叉树是递归实现的

思想

  • 当你看到一棵树就要有一个思想,要把树看成递归的,这点很重要。
  • 任何一棵树都要分为根,左子树,右子树。并且左右子树到空才算结束。
  • 递归就是大问题分成小问题,一直分解,直到不可分割后,就结束递归了。


前序遍历

也叫先根遍历,遍历方式是, 根,左子树,右子树,根可以直接遍历,左子树和右子树不可以直接遍历,左子树还会继续分为根, 左子树, 右子树。

1 2 3 null null null 4 5 null null 6 null null


中序遍历

也叫中根遍历,遍历方式是:左子树, 根, 右子树

null 3 null 2 null 1 null 5 null 4 null 6 null


后序遍历

遍历方式为:左子树, 右子树, 根

null null 3 null 2 null null 5 null null 6 4 1


层序遍历

最简单的遍历,就是一层一层的遍历。

1 2 4 3 5 6


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