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二叉树的常用性质,二叉树是树的特殊形式

时间:2023-05-06 14:38:06 阅读:156108 作者:2862

树的概念和结构树的概念树是一种非线性的数据结构,是由n(n=0)个有限节点组成的具有层次关系的集合。把它叫做“树”,是因为它看起来像一颗倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。

树的特点:

有一个称为根节点的特殊节点,根节点没有前驱节点。

除了根节点之外,剩下的节点分为m(m0 )互不相交的集合T1、T2…Tm,其中的各集合ti(1=I=m )又是与树相似结构的子树。

每个子树的根节点只有一个前驱体,并且可以有0个以上的继承人。

因此,树是递归定义的。

树中的固有名词3358www.Sina.com/:1:一个节点包含的子树的数量称为该节点的度。

结点的度:角度为0的节点称为axdxx。

axdxx(终端结点):度不为0的节点。

非终端结点(分支结点):如果某个节点包含子节点,则将该节点称为该子节点的父节点。

父结点(双亲结点):将某个节点包含的子树的根节点称为该节点的子节点。

子结点(孩子结点):具有相同父节点的节点相互称为兄弟节点。

兄弟结点:在一棵树中,最大的节点度称为树度。

树的度根定义,根是第一层,根的子节点是第二层。

结点的层次:树中节点的最大级别。

树的高度(树的深度):父母在同一层的节点互相称为表兄弟节点。

堂兄弟结点:从根到该节点的经支上的所有节点。

结点的祖先:把以某个节点为根的子树的任何一个节点称为该节点的子孙。

33558www.Sina.com/:m(m )条由互不相交的树构成的集合称为森林。

树的表示树结构相对于线性表来说比较复杂,保存和表示比较麻烦,实际上树有多种表示方法。 例如,父母表示法、孩子表示法、xhdxmf表示法等。 其中最常用的是子孙

在xhdxmf表示法中,定义的节点类型大致如下:

typedefintdatatypestructnode { struct node * first child; //第一子节点struct Node* nextBrother; //指向下一个同级节点DataType data; //节点中的数据域; 在任何树中,都可以使用xhdxmf方法访问树中的所有节点。

实际的树的运用(表示文件系统的目录树结构) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )。

二叉树的概念及其重要性质二叉树的概念二叉树是n个节点的有限集合,该集合为空,或者由一个根节点加上两个树的二叉树构成。 当集合为空时,将此二叉树称为空二叉树。

二叉树的特征:

各节点最多有2棵子树,是二叉树的不存在度大于2的节点。

二叉树有左右之分,不能颠倒子树的顺序。

自然界的二叉树

数据结构中的二叉树

的二叉树森林:一个二叉树,当每层节点数达到最大值时,该二叉树将填满二叉树。 也就是说,如果一个二叉树的层数为k,节点的总数为2k-1,则其充满二叉树。

xhdxmf表示法:完全二叉树是一种高效的数据结构,完全二叉树由二叉树组成。 关于深度为k,具有n个节点的二叉树,只有在各个节点与深度为k的满二叉树中编号从1到n的节点一一对应的情况下,才称为完全二叉树。 需要注意的是,二叉树是一种特殊的完全二叉树。

总结:

满二叉树:假设树的深度为k,则每层的节点数必须全部填满。

完全二叉树:假设数的深度为k,则其前K-1层的节点数必须全部满,第k层的节点数可以不满,但必须从左到右连续。

二叉树的性质(重要! )满二叉树)如果根节点的层数为1,则在一棵非空二叉树的第I层最多有2i-1个节点。

完全二叉树根节点的层数为1,则深度为h的二叉树的最大节点数为2h-1个。

性质一:对于任何二叉树,如果将角度0的axdxx的个数设为n0,将角度2的分支节点的个数设为n2,则n0=n2 1。

性质二:设根节点的层数为1,则具有n个节点的二叉树的深度h=log2(n1 )。

33558www.Sina.com/:n:对于具有n个节点的完全二叉树,从

上至下、从左至右的数组顺序对所有结点从0开始编号,则对于序号为i的结点:
 若 i > 0,则该结点的父结点序号为:( i - 1) / 2;若 i = 0,则无父结点。
 若2i + 1 < N,则该结点的左孩子序号为:2i + 1;若2i + 1 >= N,则无左孩子。
 若2i + 2 < N,则该结点的右孩子序号为:2i + 2;若2i + 2 >= N,则无右孩子。

练习一下:
 1.某二叉树共有399个结点,其中199个度为2的结点,则该二叉树中的叶子结点数为( )。
 A.不存在这样的二叉树
 B.200
 C.198
 D.199

 2.在具有2n个结点的完全二叉树中叶子结点个数为( )。
 A.n
 B.n+1
 C.n-1
 D.n/2

 3.一棵完全二叉树的结点数为531,那么这棵树的高度为( )。
 A.11
 B.10
 C.8
 D.12

 4.一个具有767个结点的完全二叉树,其叶子结点个数为( )。
 A.383
 B.384
 C.385
 D.386

解析:
 1.(答案:B)根据性质三,叶子结点(度为0)的个数200个,由于199+200 = 399(该二叉树的总结点数),所以该二叉树的叶子结点数为200。

 2.(答案:A)根据性质三,度为0的结点数和度为2的结点数之和应为奇数,因为该完全二叉树的结点总数为2n(偶数),所以二叉树中必然存在一个度为1的结点。于是可以推出:度为0的结点和度为2的结点总共有2n-1个。性质三:对任何一棵二叉树,度为0的axdxx个数比度为2的分支结点个数多1,所以该二叉树度为1的结点个数为n-1,度为0的结点数(即axdxx数)为n。
注意理解:任何一棵完全二叉树中度为1的结点要么有1个,要么就没有度为1的结点。因为完全二叉树的最后一层的结点必须是从左到右连续的,而位于最后一层之前的层数的结点的度均为2。

 3.(答案:B)假设该完全二叉树的层数为K,则该完全二叉树的前K-1层的结点总数为2K-1-1,若该完全二叉树是满二叉树,则该满二叉树的结点总数为2K-1,所以深度为K的完全二叉树的结点总数范围为:2K-1-1 < N <= 2K-1。因为29 < 531 <= 210,所以该完全二叉树的高度为10。
注意记忆:210 = 1024。

 4.(答案:B)该题与第2题的道理是一样的,因为该树的结点总数为767(奇数),所以该树中不存在度为1的结点,度为2的结点个数为383,度为0的结点个数为384,即叶子结点个数为384。

二叉树的存储结构 顺序结构

 顺序结构存储就是使用数组来存储,一般使用数组只适合表示完全二叉树,因为不是完全二叉树会有空间的浪费。而现实生活中只有堆(一种二叉树)才会使用数组来存储。二叉树的顺序存储在物理上是一个数组,在逻辑上是一棵二叉树

链式结构

 二叉树的链式存储结构是指,用链表来表示一棵二叉树,即用链来指示元素之间的逻辑关系。通常的方法是链表中每个结点由三个域组成,数据域和左右指针域,左右指针分别用来存储该结点左孩子和右孩子所在的结点的地址。
 链式结构又分为二叉链和三叉链,之后我们会用二叉链来实现二叉树的链式存储结构,三叉链运用于更高阶的数据结构,例如红黑树。

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