二叉树

树的基本概念

  1. 父节点:在树结构中,每一个节点只有一个前件,称为父节点,没有前件的称为根节点,简称树的根。

  2. 子节点和叶子节点:在树结构中每一个结点可以有多个后件,称为该结点的子节点,没有后件的节点称为叶子节点。

  3. :在树结构中,一个结点所拥有的后件个数称为该结点的度,所有结点中最大的度称为树的度。

  4. 深度:定义一棵树的根结点所在的层次为1,其他结点所在的层次等于它的父结点所在的层次加1。树的最大层次称为树的深度。

  5. 子树:在树中,以某结点的一个子结点为根构成的树称为该结点的一棵子树。

二叉树的6个重要性质

  1. 二叉树(Binary Tree):是一个有限的结点集合,该集合或者为空,或者由一个根结点及其两棵互不相交的左、右二叉子树构成;

  2. 二叉树的特点是:(1)二叉树可以为空,空的二叉树没有结点,非空二叉树有且只有一个根结点;(2)每个结点最多有两棵子树,即二叉树中不存在度大于2的结点。(3)二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒;

满二叉树和完全二叉树

满二叉树:指除了最后一层外,每一层上的所有结点都有两个子结点的二叉树;

满二叉树在其第i层上有2(i-1)(上角标)个结点,即每一层上的结点数都是最大结点;

一棵深度为K的满二叉树,整颗二叉树共有2(K)(上角标)-1个结点;

完全二叉树:指除最后一层外,每一层上的结点树均达到最大值,在最后一层上只缺少右边的若干结点。

满二叉树一定是完全二叉树,完全二叉树不一定是满二叉树;

完全二叉树的叶子结点只可能在最后两层出现;

对于任一结点,若其右子树的深度为m,则该结点左子树的深度为m或为m+1;

二叉树的基本性质

  1. 在二叉树的第K层上,最多2^(k-1)(k>=1)个结点。

  2. 深度为K的二叉树中,最多有2^(k-1)个结点;

  3. 对任何一颗二叉树,度为0的结点总是比度为2的结点多一个;

  4. 具有n个结点的二叉树,其深度至少为[log2 n]+1,其中[log2 n]表示取其中的整数部分;

  5. 具有n个结点的完全二叉树的深度为[log2 n]+1;

  6. 设完全二叉树共有n个结点,如果从根结点开始,按层序(每一层从左到右)用自然数1,2,3……n给结点进行编号,有以下结论:

    1. 若i=1,则该结点为根结点,它没有父结点;若i>1,则该结点的父节点编号为[i/2],其中结果只取整数部分;

    2. 若2i>n,该结点无左子结点也无右子结点;若2i<=n,则编号为i的结点的左子结点编号为2i;

    3. 若2i+1>n,则该结点无右子结点;若2i+1<=n,则编号为i的结点的右子结点编号为2i+1;

注意:性质5和性质6是完全二叉树和满二叉树特有的;

二叉树的存储结构

左指针域+数据域+右指针域

由于二叉树每一个存储结点有两个指针域,因此二叉树的链式存储结构也称为二叉链表。对于满二叉树和完全二叉树可以按层次进行顺序存储;

二叉树的遍历

二叉树的遍历是指不重复地访问二叉树(非线性结构)中的所有结点。在先左后右的原则下,根据访问根结点的次序不同,二叉树的遍历可以分为3种:前序遍历、中序遍历、后序遍历。

  1. 前序遍历(DLR):若二叉树为空,则空操作,否则访问根节点,然后前序遍历左子树,前序遍历右子树。(“前”的含义是,访问根结点在访问子树之前;)

  2. 中序遍历(LDR):访问根结点在访问左子树和访问右子树两者之间;

  3. 后序遍历(LRD):最后访问根结点;

注意:

已知一颗二叉树的前序遍历序列和中序遍历序列,可以唯一确定这棵二叉树;

已知后序和中序也可以,但已知前序和后序则不行

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