二叉树的相关知识

news/2024/11/13 4:05:05/

1.树概念及结构

1.1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。
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
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

1.2 树的一些概念

在这里插入图片描述
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

2.二叉树概念及结构

一棵二叉树是结点的一个有限集合,该集合:

  1. 或者为空
  2. 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

注意
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

2.1特殊的二叉树:

  1. 满二叉树:一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,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,且结点总数是 ,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1至n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注意:完全二叉树必须是先有左孩子再有右孩子,如果它的某一个节点只有一个孩子,那么这个孩子一定是左孩子

一些规律和性质

一个满二叉树的第i层有多少个节点

答案:== 2(i-1) ==

画出图形即可找出规律
在这里插入图片描述

深度为h的二叉树的最大节点数是多少

深度为h,翻译一下就是有h层,就是求一个h层的二叉树最大的节点数,要节点数最大,那就得是满二叉树,
在这里插入图片描述
所以规律就是:整个树(满二叉树)的节点数为:2h-1

完全二叉树的节点的范围

完全二叉树节点最多的情况就相当于满二叉树,所以最多节点数为 2h-1
节点数最小的情况是:2h-1

父子下标之间的关系

在这里插入图片描述

以上图为例子:
我们可以找出这样的规律:
1.通过父节点的下标找到子节点
左孩子 = 父节点的下标 * 2 + 1
右孩子 = 父节点的下标 * 2 + 2

2.通过左右孩子节点的下标找到父节点的下标
父节点的下标 = (左孩子的下标-1 )/ 2
父节点的下标 = (右孩子的下标-2 )/ 2
但是:由于操作符/的特性,即:只保留商;
所以:不管你是左孩子还是右孩子,都可以用这一个公式:父节点的下标 = (孩子的下标-1 )/ 2 来计算出父节点的下标


http://www.ppmy.cn/news/87458.html

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