详解二叉树的存储王道版(C++/C)
本篇文章结合王道课程及自己对树的理解,希望对你有所帮助
目录
一、树是什么?
1.树的概念
树(Tree)是n(n≥0)个结点的有限集合,当n=0时,为空树;n>0时,为非空树。任意一棵非空树,满足:
(1)有且仅有一个称之为根的结点;
(2)除根结点以外的其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集T1, T2, …, Tm, 其中每一个 集合本身又是一棵树,并且称为根的子树(SubTree)。
2.结点的分类
关于树的结点涉及许多概念需要我们了解
结点——结点包含数据元素及若干指向子树的分支信息。
结点的度——结点拥有的子树个数。
树的度——树中结点的最大度数。
终端结点——度为0的结点,又称叶子。
分支结点——度大于0的结点,除了叶子都是分支结点。
内部结点——除了树根和叶子都是内部结点。
属性
结点的层次(深度)-- 从上往下数(默认从1开始)
结点的高度--从下往上数
数的高度 (深度)-- 总共多少层
结点的度 -- 有几个孩子(分支)
树的度——各结点的度的最大值
3.树的其他相关概念
路径——树中的俩个结点之间的所经过的结点序列。
路径长度——俩接结点之间路径所经过的边数。
双亲、孩子——结点的子树的根称为该结点的孩子。
兄弟——双亲相同的结点互称兄弟。
堂兄弟——双亲是兄弟的结点互称兄弟。
祖先——即从该结点到数根经过的所有结点,称为该结点的祖先。
子孙——结点的子树中的所有结点都称为该节点的子孙。
有序树——逻辑上看,树中结点的各子树从左至右是有次序的,不能互换。
无序树——逻辑上看,树中结点的各子树从左至右是无次序的,可以互换。
森林——森林是m(m>=0) 棵互不相交的树的集合
4.数的存储结构
1.双亲表示法
2.孩子表示法
3.双亲孩子表示法
(这里0表示没有)
如果用这个方法会比较浪费空间,而且a,b方法找孩子或者双亲比较麻烦
5、树的常考性质
1) 结点数 = 总度数 + 1
2) 度为m的树,m叉树的区别
3)度为m的树第 i 层至多有m^i-1 个结点(i>=1)
4) 高度为h的m叉树至多有 m^h - 1/ m-1
5) 高度为为h的二叉树至少有h个结点,
高度为h,度为m的树至少有h+m-1个结点。
6) 具有n个结点的m叉树的最小高度为| logm(n(m- 1) + 1)]
二、二叉树
1.如何引入二叉树
孩子链表示法
孩子兄弟表示法
孩子兄弟表示法秘诀 长子当做左孩子,兄弟关系左右斜
2.相互转换
(1)树转换二叉树
(2)二叉树还原为树
(3) 森林转化为二叉树
3.二叉树概念
二叉树(Binary Tree)是n(n≥0)个结点所构成的集合,它或为空树(n=0);或为非空树。对于非空树T满足:
(1)有且仅有一个称为根的结点;
(2)除根结点以外,其余结点分为两个互不相交的子集T1和T2,分别称为T的左子树和右子树,且T1和T2本身都是二叉树
4.二叉树的五种状态
5.几种特殊的二叉树
满二叉树和完全二叉树
如下图(绿色的为叶子结点)
二叉排序树
可以通过二叉排序树快速的进行查找和插入
平衡二叉树
6.二叉树的性质
性质1:
性质2:
性质3 :
7.完全二叉树的常考性质
考点1:
下面这个符号注意不是绝对值,是向上取整的意思
下面这个符号是向下取整的意思
考点2:
总结
二叉树: no= n2+ 1
·第i层至多有2i1个结点( i≥1)
·高度为h的二叉树至多有2h -1个结点
完全二叉树:
具有n个 (n>0)结点的完全二叉树的高度h为|log,(n + 1)7或Llog2n]+ 1对于完全二叉树,可以由的结点数n推出为0、1和2的结点个数为n、n1和n,(突破点:完全二叉树最多只会有一个度为1的结点)
8.二叉树的存储
几个常考的操作
但是如果存储的是非完全二叉树,采用顺序存储会浪费很多空间,所以非完全二叉树基本不考虑这种
代码
但是这样如果想找到父结点,我们只能从根开始遍历,这样非常浪费时间,我们可以根据题目要求设置一个父结点,也叫三叉链表
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