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  • 二叉树的建立和遍历

    二叉树(Binary Tree)是n(n >= 0)个节点的有限集合,该集合或者为空集(称为空二叉树),或者由一个根节点和两颗互不相交的,分别称为根节点的左子树和右子树的二叉树组成。

    二叉嘛,也就是每个节点最多有两个分支。

    图示:

    二叉树具有五种基本形态:

    1.空二叉树

    2.只有一个根节点

    3.根节点只有左子树

    4.根节点只有右子树

    5.根节点既有左子树又有右子树

    特殊的二叉树:

    1.斜树(只有左子树的称为左斜树,只有右子树的称为右斜树,两者统称为斜树)

    2.满二叉树(所有的分支节点都存在左子树和右子树,并且所得树叶都在同一层上)

    3.完全二叉树的特征:

    1.叶子结点只能出现在最下两层

    2.最下层的叶子一定集中在左部连续位置

    3.倒数二层,若有叶子结点,一定都在右部连续位置

    4.如果节点度为1(这里的度与离散数学中的度不一样,这里的度是指节点所拥有的子树数),则该节点只有左孩子,即不存在只有右子树的情况

    5.同样节点数的二叉树,完全二叉树的深度最小

    二叉树的性质:

    性质1:在二叉树的第i层上至多有2^(i - 1)个节点(i >= 1)

    性质2:深度为k的二叉树至多有2^k - 1个节点(k >= 1)

    性质3:对任何一颗二叉树T,如果其终端节点数为n0,度为2的节点数为n2,则n0 = n2 + 1

    性质4:具有n个节点的完全二叉树的深度为[log2n] + 1([]表示不大于x的最大整数)

    性质5:如果对一颗有n个节点的完全二叉树(其深度为[long2n] + 1)的节点按层序编号(从第1层到第[log2n] + 1层,每层从左到右),对任一节点i(1 <= i <= n)有

    ①如果i = 1,则节点i是二叉树的根,无双亲;如果i > 1,则双亲是节点[i / 2]

    ②如果2i > n,则节点i无左孩子(节点i为叶子结点);否则其左孩子是节点2i

    ③如果2i + 1 > n,则节点i无右孩子;否则其右孩子是节点2i + 1

    二叉树的存储结构同样分为两种:

    一种为二叉树顺序存储结构,另一种为二叉树的链式存储结构

    一般顺序存储结构只用于完全二叉树

    下面我们来介绍链式存储结构的二叉树,,,

    二叉链表:有一个数据域和两个指针域

    以下代码实现二叉树的建立与遍历(其中有求节点为1的个数)

    #include <iostream>
    #include <cstdlib>
    using namespace std;
    int c=0;
    //进行前序遍历的输入,扩展二叉树ABDC->AB#D##C##
    //二叉树链表的存储结构,抄作业的同学把其他遍历方式删掉
    typedef struct BiTNode
    {
        char data;
        //节点数据
        struct BiTNode *lchild, *rchild;
        //左右孩子指针
    } BiTNode, *BiTree;
    //二叉树的建立
    void CreatBiTree(BiTree &T)
    {
        char ch;
        cin >> ch;
        if (ch == '#')
            T = NULL;
        else
        {
            T = new BiTNode;
            //生成根节点
            if (!T)
                exit(1);
            T->data = ch;
            CreatBiTree(T->lchild); //构造左子树
            CreatBiTree(T->rchild); //构造右子树
        }
    }
    //前序遍历
    void PreOrderTraverse(BiTree T)
    {
        if (!T)
            return;
        cout << T->data;
        if(T->data!='1')
        c++;
        //显示节点数据
        PreOrderTraverse(T->lchild);
        PreOrderTraverse(T->rchild);
    }
    //中序遍历
    void InOrderTraverse(BiTree T)
    {
        if (!T)
            return;
        InOrderTraverse(T->lchild);
        cout << T->data;
        //显示节点数据
        InOrderTraverse(T->rchild);
    }
    //后序遍历
    void PostOrderTraverse(BiTree T)
    {
        if (T == NULL)
            return;
        PostOrderTraverse(T->lchild);
        PostOrderTraverse(T->rchild);
        cout << T->data;
        //显示节点数据
    }
    int GetHeight(BiTree tree){
        int maxn=0;
        if(tree==NULL)
        {
            return 0;
        }
        else
        {
            int left_height=GetHeight(tree->lchild);//左子树高度
            int right_height=GetHeight(tree->rchild); //右子树高度
            maxn=left_height;    //比较左右子树的最大高度
            if(right_height>maxn)
                maxn=right_height;
    
        }
        return maxn+1;  //算上跟节点,子树高度加1返回
    }
    
    int main()
    {
        BiTree tree;
        cout<<"建立二叉树:"<<endl;
        CreatBiTree(tree);
        cout<<"遍历二叉树"<<endl;
        PreOrderTraverse(tree);
        cout<<endl;
        cout<<"不为1的节点数量"<<c<<endl;
        cout<<"树的高度"<<GetHeight(tree)<<endl;
    
    }
    
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