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二叉树(上)

时间:2024-10-12 13:51:11浏览次数:3  
标签:Node 结点 孩子 BTNode 二叉树 如上图

目录

1. 树型结构(了解)

1.1 树形结构概念

1.2 树概念(重要)​编辑

1.3 树的表示形式(了解)

1.4 树的应用

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2. 二叉树(重点)

2.1 概念

2.2 两种特殊的二叉树

2.3 二叉树的性质

2.4 二叉树的存储

2.5 二叉树的基本操作

2.5.1 前置说明


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1. 树型结构(了解)

1.1 树形结构概念

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。它具有以下的特点:
  • 有一个特殊的结点,称为根结点,根结点没有前驱结点
  • 除根结点外,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
  • 树是递归定义的。
  • 5d5ec03f59f04f60a8c075e6ed5ec805.png
  • 6aecdeede6b14a74a7893c56ef982855.png
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   易错点 5e85607afb584b27b8da244108926343.png    

1.2 树概念(重要)11eaf3a1f8ea405a94900719836a1911.png

结点的度:一个结点含有子树的个数称为该结点的度; 如上图:A的度为6   树的度:一棵树中,所有结点度的最大值称为树的度; 如上图:树的度为6   叶子结点或终端结点:度为0的结点称为叶结点; 如上图:B、C、H、I...等节点为叶结点   双亲结点或父结点:若一个结点含有子结点,则这个结点称为其子结点的父结点; 如上图:A是B的父结点   孩子结点或子结点:一个结点含有的子树的根结点称为该结点的子结点; 如上图:B是A的孩子结点   根结点:一棵树中,没有双亲结点的结点;如上图:A   结点的层次:从根开始定义起,根为第1层,根的子结点为第2层,以此类推   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   树的以下概念只需了解,在看书时只要知道是什么意思即可:  
非终端结点或分支结点:度不为0的结点;如上图:D、E、F、G...等节点为分支结点   兄弟结点:具有相同父结点的结点互称为兄弟结点;如上图:B、C是兄弟结点   堂兄弟结点:双亲在同一层的结点互为堂兄弟;如上图:H、I互为兄弟结点   结点的祖先:从根到该结点所经分支上的所有结点;如上图:A是所有结点的祖先   子孙:以某结点为根的子树中任一结点都称为该结点的子孙。如上图:所有结点都是A的子孙   森林:由m(m>=0)棵互不相交的树组成的集合称为森林
 

1.3 树的表示形式(了解)

树结构相对线性表就比较复杂了,要存储表示起来就比较麻烦了,实际中树有很多种表示方式,   如: 双亲表示法孩子表示法孩子双亲表示法孩子兄弟表示法等等。我们这里就简单的了解其中最常用的 孩子兄弟表示法。  
class Node {
int value; // 树中存储的数据
Node firstChild; // 第一个孩子引用
Node nextBrother; // 下一个兄弟引用
}

fc9411cb451d465d999c8835b670fecf.png

1.4 树的应用

文件系统管理(目录和文件)   d0cf33bb072a409a87c564f276413078.png

d74dec6c602447219b176ed478d868ae.png

2. 二叉树(重点)

 

2.1 概念

  一棵二叉树是结点的一个有限集合,该集合: 1. 或者为空 2. 或者是由 一个根节点加上两棵别称为 左子树右子树的二叉树组成。 f405bb4fe97d47458393227992dbe996.png     从上图可以看出:   1. 二叉树不存在度大于2的结点   2. 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   注意:对于任意的二叉树都是由以下几种情况复合而成的: e2b2548258224485862ac105b4864fec.png   自然中的现象:   18624775f6714713a9e6debbaf0d7b70.png  

2.2 两种特殊的二叉树

  1. 满二叉树 : 一棵二叉树,如果 每层的结点数都达到最大值,则这棵二叉树就是满二叉树。也就是说, 如果一棵 二叉树的层数为 K ,且结点总数是 2的k次方-1 ,则它就是 满二叉树。   2. 完全二叉树 : 完全二叉树是效率很高的数据结构,完全二叉树是由满二叉树而引出来的。对于 深度为K的,有 n 个结点的二叉树,当且仅当其每 一个结点都与深度为K的满二叉树中编号从0至n-1的结点一一对应时称之为完全二叉树。   要注意的是满二叉树是一种特殊的 完全二叉树   6e00696ce46245419416de0f6cf1bd61.png 完全二叉树不间断    

2.3 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 推导: c255dda6a5e147fd9c76c9a4d91d58d0.png 4. 具有 n 个结点的完全二叉树的深度 k 上取整   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顺序对所有节点从 0 开始编号,则对于 序号为 i 的结点有
  1. 若i>0,双亲序号:(i-1)/2i=0i为根结点编号,无双亲结点
  2. 2i+1<n,左孩子序号:2i+1,否则无左孩子
  3. 2i+2<n,右孩子序号:2i+2,否则无右孩子
  4. af9f0d4fb8f4406bbbd9156d1e2908b3.png

 

2.4 二叉树的存储

  1. 二叉树的存储结构分为: 顺序存储类似于链表的 链式存储
  2. 顺序存储在下节介绍。  
  3. 二叉树的链式存储是通过一个一个的节点引用起来的,常见的表示方式有二叉和三叉表示方式,具体如下:
// 孩子表示法
class Node {
int val; // 数据域
Node left; // 左孩子的引用,常常代表左孩子为根的整棵左子树
Node right; // 右孩子的引用,常常代表右孩子为根的整棵右子树
}
// 孩子双亲表示法
class Node {
int val; // 数据域
Node left; // 左孩子的引用,常常代表左孩子为根的整棵左子树
Node right; // 右孩子的引用,常常代表右孩子为根的整棵右子树
Node parent; // 当前节点的根节点
}

孩子双亲表示法后序在平衡树位置介绍

本文采用孩子表示法来构建二叉树。

2.5 二叉树的基本操作

 

2.5.1 前置说明

在学习二叉树的基本操作前,需先要创建一棵二叉树,然后才能学习其相关的基本操作。由于现在   大家对二叉树结 构掌握还不够深入   为了降低大家学习成本,此处手动快速创建一棵简单的二叉树,快速进入二叉树操作学习   等二叉树结构了解的差不多时,我们反过头再来研究二叉树真正的创建方式。
public class BinaryTree{
public static class BTNode{
BTNode left;
BTNode right;
int value;
BTNode(int value){
this.value = value;
}
}
private BTNode root;

public void createBinaryTree(){
BTNode node1 = new BTNode(1);
BTNode node1 = new BTNode(2);
BTNode node1 = new BTNode(3);
BTNode node1 = new BTNode(4);
BTNode node1 = new BTNode(5);
BTNode node1 = new BTNode(6);
root = node1;
node1.left = node2;
node2.left = node3;
node1.right = node4;
node4.left = node5;
node5.right = node6;
}
}

注意:上述代码 并不是 创建二叉树的方式,真正创建二叉树方式后序详解重点讲解。


 到这里,竹竹零就要和大家说再见了✨✨✨

如果您觉得有失偏颇请您在评论区指正,如果您觉得不错的话留个好评再走吧!!

标签:Node,结点,孩子,BTNode,二叉树,如上图
From: https://blog.csdn.net/2301_80062351/article/details/142767154

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