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  • 数据结构笔记(树与二叉树)

    一、树的定义
    树(Tree) :n (n≥0)个结点构成的有限集合。
    当n=0时,称为空树;
    对于任一棵非空树(n>0) ,它具备以下性质:
    树中有一一个称为“根(Root)’的特殊结点,用r表示;
    其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集Tq, T2, ... ,Tm,其中每个集合本身又是一棵树,称为原来树的“子树(SubTree)”

    树与非树

    1.树是不相交的;
    2.每个结点有且仅有-一个父结点;
    3.一棵N个结点的树有N-1条边。

    二、树的一些基本术语


    1.结点的度(Degree) :结点的子树个数


    2.树的度:树的所有结点中最大的度数


    3.叶结点(Leaf) :度为0的结点


    4.父结点(Parent) :有子树的结点是其子树的根结点的父结点


    5.子结点(Child) :若A结点是B结点的父结点,则称B结点是A结点的子结点;子结点也称孩子结点。


    6.兄弟结点(Sibling) :具有同一父结点的各结点彼此是兄弟结点。

    7. 路径和路径长度:从结点n1到nk的路径为个结点序列nq, N2.... , Nk, n;是ni+的父结点。路径所包含边的个数为路径的长度。


    9.祖先结点(Ancestor):沿树根到某一结点路径.上的所有结点都是这个结点的祖先结点。


    10.子孙结点(Descendant):某-结点的子树中的所有结点是这个结点的子孙。


    11.结点的层次(Level) :规定根结点在1层,其它任一结点的层数是其父结点的层数加1。


    12.树的深度(Depth) :树中所有结点中的最大层次是这棵树的深度。

    二叉树的定义


    二叉树T: 一个有穷的结点集合。
    这个集合可以为空若不为空,则它是由根结点和称为其左子树T和右子树Tp的两个不相交的二叉树组成。


    二叉树有五种基本形态(空树  只有根  只带左子树的二叉树 只带右子树的二叉树 带左、右子树的二叉树 )

    斜二叉树(Skewed Binary Tree)


    完美二叉树(Perfect Binary Tree)


    满二叉树(Full Binary Tree)


    完全二叉树(Complete Binary Tree)n个结点的二叉树,对树中结点按从上至下、从左到右顺序进行编号,编号为i (1≤i≤n)结点与满二叉树中编号为i结点在二叉树中位置相同

    叉树的性质

    一个二叉树第i层的最大结点数为: 2^i1, i≥1。

    深度为k的二叉树有最大结点总数为:2 ^i-1, k≥1。


    对任何非空二叉树T,若n。表示叶结点的个数、n,是度为2的非叶结点个数,那么两者满足关系n0=n2 +1。

    二叉树的抽象数据类型定义
    类型名称:二叉树
    数据对象集:一个有穷的结点集合。
    若不为空,则由根结点和其左、右二叉子树组成。
    操作集:
    BT∈BinTree, ltem∈ElementType,重要操作有:


    1、Boolean IsEmpty( BinTree BT):判别BT是 否为空;


    2、void Traversal( BinTree BT):遍历,按某顺序访问每个结点;


    3、BinTree CreatBinTree():创建一个二叉树。

    常用的遍历方法有:
    void PreOrderTraversal( BinTree BT):先----根、 左子树、右子树;


    void InOrderTraversal( BinTree BT ):中序---左子树、根、右子树;


    void PostOrderTraversal( BinTree BT ):后序---左子树、右子树、根


    void LevelOrderTraversal( BinTreeBT):层次遍历,从上到下、从左到右

    1.顺序存储结构
    完全二叉树:按从上至下、从左到右顺序存储n个结点的完全二叉树的结点父子关系:

    非根结点(序号i> 1)的父结点的序号是Li/2];


    结点(序号为i )的左孩子结点的序号是2i;


    (若2i<=n,否则没有左孩子),结点(序号为i )的右孩子结点的序号是2i+1,
    (若2i+1<=n,否则没有右孩子)


    一般二叉树也可以采用顺序存储结构,但会造成空间浪费.


    2.链表存储
    typedef struct
    TreeNode *BinTree;
    typedef BinTree Position;
    struct
    TreeNode{
    ElementType Data;
    BinTree Left;
    BinTree Right;
    }

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>

    //树的定义(结点定义)
    typedef char DataType;
    typedef struct Node {
         DataType  data;
         struct  Node  *lchild;
         struct  Node  *rchild;                   
    } BiNode,*BiTree;

    //创建树的二叉链表(递归)
    void CreateBiTree(BiTree *bt)
    {
        char ch;
        ch = getchar();
        if(ch=='.') *bt=NULL;
        else
        {
            *bt= (BiNode *)malloc(sizeof(BiNode));
            (*bt)->data=ch;
             CreateBiTree(&((*bt)->lchild)); //生成左子树
             CreateBiTree(&((*bt)->rchild)); //生成右子树
        }
    }

    //输出二叉树的元素(先序)
    void Print(BiTree bt)
    {    if(bt==NULL)    
            return;    else
        {        printf("%c ", bt->data);
            Print(bt->lchild);        Print(bt->rchild);
        }
    }



    //主函数
    void main()
    {
        BiTree T;
        CreateBiTree(&T);
        Print(T);
        
    }

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