树和二叉树基础

树和二叉树基础

1.1树的概念

树是在数据结构中第一次接触到的非线性结构。

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

A为根结点。树的深度为4.(一般为4,很少认为是3).

树与图是有区别的。把M和J连起来之后树就成了图。

图的实现更加复杂。

常见的概念: (与离散中大部分相同)

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 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)棵互不相交的多颗树的集合称为森林;(数据结构中的学习并查集本质就是 一个森林)

1.2树的表示

二叉树表示:

struct TreeNode {
	struct TreeNode* left;
	struct TreeNode* right;
	int  val;
};

2.二叉树概念及结构

2.1概念

一棵二叉树是结点的一个有限集合,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:

1. 每个结点最多有两棵子树,即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,其子树的次序不能颠倒。

示例:

2.2特殊的二叉树: 

特殊的二叉树的性质非常重要。

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(2^k) -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。

 

2.3 二叉树的性质

1. 若规定根节点的层数为1,则一棵非空二叉树的第i层上最多有2^(i-1) 个结点.

2. 若规定根节点的层数为1,则深度为h的二叉树的最大结点数是2^h- 1.

3. 对任何一棵二叉树, 如果度为0其叶结点个数为 n0, 度为2的分支结点个数为 n2,则有n0=n2 +1 4. 若规定根节点的层数为1,具有n个结点的满二叉树的深度,h=LogN

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