树与二叉树的介绍

一、树的介绍

树是一种非线性的数据结构,是以分支关系定义的层次结构,比如人类社会中的族谱、及各种机制、组织的关系都可以用树形象的表示。重点学习二叉树的存储和相关操作,还要讨论树、森林、二叉树的转换关系。

二、树的定义和基本术语

树:是n个结点的有限集,当0==n时称为空树,我们不讨论空树。

根结点:树的最顶层的结点,一棵树有且仅有一个。

子树:一棵树除根结点外,剩余的是若干个互不相交的有限集,每一个集合本身又是棵树,称称为根的子树。

结点的度:树的结点包含一个数据元素及若干个指向其子树的分支,结点拥有的子树称为结点的度。

叶子结点:结构的度为0,被称为叶子结点或终端结点。

分支结点:结构的度不为0,被称为分支结点或非终端结点,也被称为内部结点。

树的度:是指树内各结点度的最大值。

密度:指的是一棵树中,所有结点的总数。

孩子、双亲、兄弟、祖先、子孙:结点的子树称为该结点的孩子,而该结点是孩子结点的双亲,拥有共同双亲的结点互为兄弟,从双亲结点往上,直到根结点都称为孩子结点的祖先结点,以某结点为根的子树中的任一结点都被称为该结点的子孙。

层数、深度、高度:从根结点开始定义,根为第一层、根的孩子为第二层依次类推,树中结点的最大层数被称为树的深度或高度,双亲在同一层的结点互为堂兄弟。

有序树和无序树:将树中结点的各子树看成从左到右是有序次,即不能交换(顺序有意义,表达一些含义),则称该树为有序树,否则称为无序树。

森林:若干个棵互不相交的树的集合称为森林,对树中每个结点而言,其子树集合就是森林。

就逻辑结构而言,任何一棵树都是一个二元组 Tree = (root,F),其中root是数据元素,称做树的根结点,F是若干棵子树构成的森林。

三、二叉树的定义和性质

二叉树:

是一种特殊的树型结构,也就是每个结点最多有两棵子树(二叉树中不存在度大于2的结点),并且二叉树的子树有左右之分,顺序不能颠倒。

满二叉树:

若一棵树的层数为k,它总结点数是2^k-1,则这棵树就是满二叉树。

完全二叉树:

若一棵树的层数为k,它前k-1层的总结点数是2^(k-1)-1,第k层的结点按照从左往右的顺序排列,则这棵树就是完全二叉树。

二叉树的性质:

性质1:

在二叉树的第i层上,最多有2^(i-1)个结点。

性质2:

深夜为k的二叉树,最多有2^k-1个节点。

性质3:

对于任何一棵二叉树,如果叶子结点的数量为n0,度为2结点的数量为n2,则n0=n2+1;

性质4:

具有n个结点的完全二叉树的高度为(log2n)+1。

性质5:

有一个n个结点的完全二叉树,结点按照从上到下从左到右的顺序排序为1~n。    
​
1、i > 1时,i/2就是它的双亲结点。
​
2、i\*2是i的左子树,当i\*2>n时,则i没有左子树。
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3、2\*i+1是i的右子树,2\*i+1>n时,则i没有右子树。

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