树形结构

树的基本概念

树满足以下特点

  • 有且仅有一个特定的称为根(Root)节点
  • 其余的节点可以分为m(m>=0)个互不相交的有限集合T1、T2、.....Tm,其中每一个集合又是一棵树,并称为其根子树(Subtree)
  • 一个节点的子树的个数称为该节点的度数,一棵树的度数是指该数中节点的最大度数
  • 度数为零的节点称为树叶或终端节点,度数不为零的节点称为分支节点,除根节点外的分支节点称为内部节点
  • 一个节点的子树之根节点称为该节点的子节点,该节点称为他们的父节点,同一节点的各个子节点之间称为兄弟节点。一棵树的根节点没有父节点,叶节点没有子节点
  • 一个节点的系列k1、k2、....ki、ki+1、....、kj,并满足ki是ki+1的父节点,就称为一条从k1到kj的路径,路径长度为j-1,即路径中的边数。路径中前面的节点是后面节点的祖先,后面节点是前面节点的子孙
  • 节点的层数等于父节点的层数加1,根节点的层数定义为一。树中节点层数的最大值称为该数的高度或深度
  • 若数中每个节点的各个子树为排列从左到右,不能交换,即兄弟之间是有序的,则该树称为有序数。一般的树是有序树
  • m(m>=0)棵互不相交的树的集合称为森林。树去掉根节点就称为森林,森林加上一个新节点就成为树

树的逻辑结构

树中任何节点都可以有零个或多个直接后继节点(子节点),但至多只有一个直接前驱节点(父节点)。根节点没有前驱节点,叶节点没有后继节点

二叉树的概念

二叉树是(n>=0)个节点的有限集合,它或者是空集(n=0),或者是由一个根节点以及两颗互不相交的、分别称为左子树和右子树的二叉树组成。二叉树与普通有序树不同,二叉树严格区分左孩子和右孩子,即使只有一个子节点也要区分左右

二叉树的性质

  • 二叉树第i(i>=1)层上的节点最多为2^(i-1)个
  • 深度为k(k>=1)的二叉树最多有2^k-1个节点
  • 在任意二叉树中,树叶的数目比度数为2的节点数目多1
    • 总结点数为各个节点之和:n = n0 + n1 + n2
    • 总结点数为所有子节点数加一:n = n1 + 2*n2 +1
      • 故得:n0 = n2 + 1

满二叉树

深度为k(k>=1)时有2k-1个节点的二叉树

完全二叉树

只有最下面两层的度数小于2的节点,且最下面一层的叶节点集中在左边的若干位置上

具有n个节点的完全二叉树的深度为

(log2n) + 1 或 log2(n+1)

二叉树的遍历

遍历:沿某条搜索路径周游二叉树,对数中的每一个节点访问一次且仅访问一次

"遍历"是任何类型均有的操作,对线型结构而言,只有一条搜索路径(每个节点均只有一个后继),故不需要另加讨论。而二叉树是非线性结构,每个节点又两个后继,则存在如何遍历即按什么样的搜索路径进行遍历的问题

Songzhibin
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