【数据结构之树】——什么是树,树的特点,树的相关概念和表示方法以及在实际的应用。

简介: 一、1.树是什么?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。

一、1.树是什么?

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。


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2.树的特点

1.有一个特殊的结点,称为根结点,根节点没有前驱结点

2.除根节点外,其余结点被分成M(M>0)个互不相交的集合T1、T2、……、Tm,其中每一个集合

Ti(1<= i<= m)又是一棵结构与树类似的子树。每棵子树的根结点有且只有一个前驱,可以有0个或多个后继

3.因此,树是递归定义的

二、树的相关概念

以这张图为例:

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加粗的概念特点是需要记住的,没有加粗的概念了解就行。


1.节点的度: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


2、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


3、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


4、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


5、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


6、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


7、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

 8、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;


9、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


需要注意的是:树的高度有两种说法: 第一种说法是以0为开始计算树的高度(仿照数组下标从0开始)

但是这样计算的缺点是:假如一棵树是空树,就得从-1开始,不太符合常理。


第二种说法就是从1开始,这种是推荐的。

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10、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


11、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


12、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


13、森林:由m(m>0)棵互不相交的树的集合称为森林;

三、树的表示方法

1.常规方法表示树

所谓常规方法,就是定义一个结构体,每个节点的度是多少,就定义多少个指针变量来存放子节点的地址。

但是这样做非常挫, 因为不是每个节点的度都相同,有可能有的节点的度是8个,有的节点的度是1个, 那么剩下的七个指针变量就没有用处了。

所以这种方法不可取。

2.使用左孩子右兄弟表示法

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左孩子右兄弟表示方法如上图:

每个节点都只使用两个指针变量,一个指针变量存放该节点的第一个孩子的地址,另一个指针变量存放该节点的兄弟节点。

同层级是兄弟关系,上下层级是亲子关系。

这样做的优点是:不管一棵树有多少个节点,一定能够使用这种方法表示整个树的结构。

结构体源码如下

typedef int BTDataType;
struct Node 
{
struct Node* firstChild; // 第一个孩子结点
struct Node* pNextBrother; // 指向其下一个兄弟结点
BTDataType data; // 结点中的数据域
};

3. 使用顺序表来存储父亲节点的下标

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以上图为例:

A是整棵树的根节点,所以A没有父节点,它的下标存储-1(代表没有父节点),B~G的父亲节点都是A,所以 B ~ G 存储的下标都是A的下标,也就是0,代表它们的父亲节点在下标为0位置处。

其他的以此类推。

三、树在实际的应用


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这是一棵典型的树,可以用来表示文件目录。

总结

树是一种特殊的数据结构,在实际生活种有很多用处,学好树,就是一个质的飞跃

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