数据结构--树和森林

数据结构--树和森林_第1张图片

一、树的存储结构

1.1 双亲表示法

实现:定义结构数组存放树的结点,每个结点含两个域:

  • 数据域:存放结点本身信息。

  • 双亲域:指示本结点的双亲结点在数组中的位置。

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typedef struct PTNode{
	char data;
	int parent;
}PTNode;

// 树结构
# define MAX_TREE_SIZE 100
typedef struct{
	PTNode nodes[MAX_TREE_SIZE];
	int r,n;
}PTree; 

1.2 孩子链表

数据结构--树和森林_第3张图片

# define MAX_TREE_SIZE 100

// 孩子节点 
typedef struct CTNode{
	int child;
	struct CTNode *next;
}*ChildPtr;

// 双亲结点
typedef struct{
	char data;
	ChildPtr firstchild;
}CTBox; 

// 树结构
typedef struct{
	CTBox node[MAX_TREE_SIZE];
	int n,r;
}CTree; 

1.3 孩子兄弟表示法

或者称为二叉树表示法,二叉链表表示法

实现:用二叉链表作树的存储结构,链表中每个结点的两个指针域分别指向其第一个孩子结点,和下一个兄弟结点

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// 孩子兄弟表示法
typedef struct CSNode{
	char data;
	struct CSNode *firstchild,*nextsibling;
}CSNode,*CsTree; 

二、二叉树和树之间的转换

数据结构--树和森林_第5张图片

2.1 将树转换成二叉树

  1. 加线:在兄弟之间加一连线

  2. 抹线:对每个结点,除了其左孩子,去除其余孩子之间的关系

  3. 旋转:以树的根结点为轴心,整树顺时针转45°

树变二叉树:兄弟相连留长子

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 2.2 将二叉树变成树

  1. 加线:若p结点是双亲的左孩子,则将p的右孩子,右孩子的右孩子……沿分支找到的所有右孩子,都与p的双亲用线连起来

  2. 抹线:抹掉原二叉树中双亲与右孩子之间的连线

  3. 调整:将节点按层次排列,形成树结构。

二叉树变树:左孩右右连双亲,去掉原来右孩线。

数据结构--树和森林_第7张图片

三、森林二叉树的转换

3.1 森林变二叉树

二叉树与多颗树之间的关系

  1. 将各课树分别转换成二叉树

  2. 将每棵树的根节点用线相连

  3. 以第一棵树根结点为二叉树的根,再以根结点为轴心,顺时针旋转,构成二叉树型结构

森林变二叉树:森变二叉根相连

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 3.2 二叉树变成森林

  1. 抹线:将二叉树中根节点与其右孩子连线,及沿右分支搜索到的所有右孩子间连线全部抹掉,使之变成孤立的二叉树

  2. 还原:将孤立的二叉树还原成树

二叉树变森林:去掉全部右孩线,孤立二叉再还原

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四、树与森林的遍历

4.1 树的遍历

树的遍历(三种方式)

  • 先根(次序)遍历

    • 若树不空,则先访问根结点,然后依次先根遍历各棵子树

  • 后根(次序)遍历

    • 若树不空,则先依次后根遍历各棵子树,然后访问根节点

  • 层次遍历

    • 若树不空,则自上而下自左至右访问树中每个结点

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4.2 森林的遍历

将森林看作由三个部分构成:

  1. 森林中第一棵树的根节点

  2. 森林中第一棵树的子树森林

  3. 森林中其他树构成的森林

4.2.1 先序遍历

若森林不空,则:

  1. 访问森林中第一棵树的根节点

  2. 先序遍历森林中第一棵树的子树森林

  3. 先序遍历森林中(除第一棵树之外)其余树构成的森林

即:依次从左至右对森林中的每一棵树进行先根遍历。

4.2.2 中序遍历

若森林不空,则

  1. 中序遍历森林中第一棵树的子树森林

  2. 访问森林中第一棵树的根节点;

  3. 中序遍历森林中(除第一棵树之外)其余树构成的森林

即:依次从左至右对森林中的每一棵树进行后根遍历。 

数据结构--树和森林_第11张图片

 

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