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   -> 数据结构与算法 -> Java - 二叉树 -> 正文阅读

[数据结构与算法]Java - 二叉树

1.树型结构(了解)

1.1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。它具有以下的特点:

  • 有一个特殊的结点,称为根结点,根结点没有前驱结点
  • 除根结点外,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
  • 树是递归定义的。

在这里插入图片描述注意:树形结构中,子树之间不能有交集,否则就不是树形结构
在这里插入图片描述

1.2概念(重要)

在这里插入图片描述
结点的度:一个结点含有子树的个数称为该结点的度;如上图:A的度为6
树的度:一棵树中,所有结点度的最大值称为树的度;如上图:树的度为6
叶子结点或终端结点:度为0的结点称为叶结点;如上图:B、C、H、I…等节点为叶结点
双亲结点或父结点:若一个结点含有子结点,则这个结点称为其子结点的父结点;如上图:A是B的父结点
孩子结点或子结点:一个结点含有的子树的根结点称为该结点的子结点;如上图:B是A的孩子结点
根结点:一棵树中,没有双亲结点的结点;如上图:A
结点的层次:从根开始定义起,根为第1层,根的子结点为第2层,以此类推
树的高度或深度:树中结点的最大层次;如上图:树的高度为4(最大的深度才是树的高度)

树的以下概念只需了解,在看书时只要知道是什么意思即可:

非终端结点或分支结点:度不为0的结点;如上图:D、E、F、G…等节点为分支结点
兄弟结点:具有相同父结点的结点互称为兄弟结点;如上图:B、C是兄弟结点
堂兄弟结点:双亲在同一层的结点互为堂兄弟;如上图:H、I互为兄弟结点
结点的祖先:从根到该结点所经分支上的所有结点;如上图:A是所有结点的祖先
子孙:以某结点为根的子树中任一结点都称为该结点的子孙。如上图:所有结点都是A的子孙
森林:由m(m>=0)棵互不相交的树组成的集合称为森林

1.3树的表示形式(了解)

树结构相对线性表就比较复杂了,要存储表示起来就比较麻烦了,实际中树有很多种表示方式,如:双亲表示法,孩子表示法、孩子双亲表示法、孩子兄弟表示法等等。最常用的是孩子兄弟表示法孩子双亲表示法
以下位孩子兄弟表示法的简单介绍:

class Node {
   int value; //树中存储的数据
   NodefirstChild; //第一个孩子引用
   Node nextBrother; //下一个兄弟引用
}

在这里插入图片描述

1.4树的应用

文件系统管理(目录和文件)
在这里插入图片描述

2.二叉树(重点)

2.1 概念

一棵二叉树是结点的一个有限集合,该集合:
1.或者为空
2.或者是由一个根节点加上两棵别称为左子树右子树的二叉树组成。
在这里插入图片描述从上图可以看出:
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
注意:对于任意的二叉树都是由以下几种情况复合而成的:
在这里插入图片描述

2.2 两种特殊的二叉树

1.满二叉树:一棵二叉树,如果每层的结点数都达到最大值,则这棵二叉树就是满二叉树。也就是说,如果一棵二叉树的层数为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0至n-1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。
在这里插入图片描述

2.3 二叉树的性质

1.若规定根结点的层数为1,则一棵非空二叉树的第i层上最多有2^(i-1) (i>0)个结点
2.若规定只有根结点的二叉树的深度为1,则深度为K的二叉树的最大结点数是2^k-1(k>=0)
3.对任何一棵二叉树,如果其叶结点个数为 n0,度为2的非叶结点个数为 n2,则有n0=n2+1
4.具有n个结点的完全二叉树的深度k为log2(n+1)上取整
5.对于具有n个结点的完全二叉树,如果按照从上至下从左至右的顺序对所有节点从0开始编号,则对于序号为i的结点有:

  • 若i>0,双亲序号:(i-1)/2;i=0,i为根结点编号,无双亲结点
  • 若2i+1<n,左孩子序号:2i+1,否则无左孩子
  • 若2i+2<n,右孩子序号:2i+2,否则无右孩子
1.某二叉树共有 399个结点,其中有 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

3.一个具有767个节点的完全二叉树,其叶子节点个数为()
A 383
B 384
C 385
D 386

4.一棵完全二叉树的节点数为531个,那么这棵树的高度为( )
A 11
B 10
C 8
D 12

答案:
1.B
2.A
3.B
4.B
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加:2022-01-30 19:10:58  更:2022-01-30 19:13:06 
 
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