数据结构 树和二叉树
树的概念
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
- 根节点:根节点没有前驱结点
- 除根节点外,其余结点被分成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个或者多个后继
- 因此,树是递归定义的
- 节点的度:一个节点含有的子树的个数称为该节点的度
- 叶节点:度为0的节点称为叶节点
- 非终端节点/分支节点:度不为0的节点
- 双亲结点/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/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:具有相同父节点的节点互称为兄弟节点
- 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,根的子节点是第二层,以此类推
- 树的高度或深度:树中节点的最大层次
- 堂兄弟节点:双亲在同一层的节点互为堂兄弟
- 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:由m棵互不相交的树的集合称为森林
树的表示:
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,实际中树有很多表示方式,如:双亲表示法,孩子表示法,孩子兄弟表示法等等。我们这里来了解最常用的孩子兄弟表示法
typedef int DataType;
struct Node
{struct Node* firstChild1;struct Node* pNextBrother;DataType data;
};
二叉树的概念及结构
二叉树是树形结构的一个重要类型。许多实际问题抽象出来的结构往往是二叉树形式,即使是一般的树也只能简单地转换为二叉树,而且二叉树的存储结构及其算法都较为简单,因此二叉树显得特别重要。二叉树特点是每个结点最多只能有两棵子树,且有左右之分
一棵二叉树是节点的一个有限集合,该集合或者为空,或者是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:
- 每个节点最多有两棵子树,即二叉树不存在度大于2的节点
- 二叉树的子树有左右之分,其子树的次序不能颠倒
特殊的二叉树
**满二叉树:**一个二叉树,如果每一个层的节点数都达到最大值(2),则这个二叉树就是满二叉树
也就是说,如果一个二叉树的层数为k,且节点总数是(2^k) -1,则它就是满二叉树
在一棵二叉树中,如果所有分支节点都存在左子树和右子树,并且所有叶节点都在同一层上,这样的一棵二叉树称作完美二叉树(满二叉树)
**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引出来的。对于深度为k的,有n个节点的二叉树,当且仅当其每一个节点都与深度为k的满二叉树中编号从1至n的节点–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
而在一棵二叉树中,除最后一层外,若其余层都是满的,并且或者最后一层是满的,或者是在右边缺少连续若干结点,则此二叉树为完全二叉树
完全二叉树是最理想的树的结构,很容易证明有n个节点的完全二叉树的深度为O(logN)
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