一、树的基本概念及结构
1、树的概念
(1)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。
(2)有一个特殊的结点,称为根结点,根节点没有前驱结点。
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。
注意:树形结构中,子树之间不能有交集,否则就不是树形结构。
2、树的相关概念
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。
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。
3、树的表示
树常见的表示方式有很多,这里我们讲解最常见的左孩子又兄弟表示法。
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 };
4、树在生活中的应用
二、二叉树的概念和结构
1、概念
- 或者为空
- 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
- 二叉树不存在度大于2的结点
- 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、特殊的两种二叉树
1、完全二叉树:一棵深度为k的有n个结点的二叉树,对树中的结点按从上至下、从左到右的顺序进行编号,如果编号为i(1≤i≤n)的结点与满二叉树中编号为i的结点在二叉树中的位置相同,则这棵二叉树称为完全二叉树。
2.满二叉树:除最后一层无任何子节点外,每一层上的所有结点都有两个子结点的二叉树。
3、二叉树的性质结论
- 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^(h-1)个结点。
- 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。
- 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。
- 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= log(N+1)。
- 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: - 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
- 若2i+1<n,左孩子序号:2i+1,2i+1>=n否则无左孩子
- 若2i+2<n,右孩子序号:2i+2,2i+2>=n否则无右孩子
4、二叉树的存储
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
2、链式存储
5、二叉树的链式实现
typedef int BTDataType; typedef struct BinaryTreeNode { BTDataType _data; struct BinaryTreeNode* _left; struct BinaryTreeNode* _right; }BTNode; BTNode* CreatBinaryTree() { BTNode* node1 = BuyNode(1); BTNode* node2 = BuyNode(2); BTNode* node3 = BuyNode(3); BTNode* node4 = BuyNode(4); BTNode* node5 = BuyNode(5); BTNode* node6 = BuyNode(6); node1->_left = node2; node1->_right = node4; node2->_left = node3; node4->_left = node5; node4->_right = node6; return node1; }
6.二叉树的遍历
二叉树的递归遍历:前序,中序,后序。
- 前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前。
- 中序遍历(Inorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。
- 后序遍历(Postorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后。
二叉树的非递归遍历:层序
1、层序遍历:层序遍历就是按层从上到下,每层按一定顺序对树的节点进行遍历。
总结
以上是树和二叉树的基本概念和性质,学好树和二叉树为以后高阶数据结构打下稳固基础,奥利给!!!