1 定义
二叉树(Binary Tree)是n(n >= 0)个结点的有限集合,该集合或者是空集(称为空二叉树),或者由一个根结点和两颗互不相交的、分别称为根结点的左子树和右子树组成。
2 二叉树的特点
(1)每个结点最多有两颗子树,所以二叉树中不存在度大于2的结点。
(2)左子树和右子树是有顺序的,次序不能颠倒。
(3)即使树中只有一颗子树,也要区分是左子树还是右子树。下图中两颗树是不同的两颗二叉树。
(4)二叉树具有五种基本形态:空二叉树、只有一个根结点、根结点只有左子树、根结点只有右子树、根结点既有左子树,又有右子树。
三个结点的树会有以下五种形态:
3 特殊二叉树
(1)斜树:所有的结点都只有左子树的二叉树称为左斜树。所有的结点都只有右子树的二叉树称为右斜树。如上图2就是左斜树、图5就是右斜树。
(2)满二叉树:在一棵二叉树中,如果所有分支结点都存在左子树和右子树,并且所有叶子都在同一层上,这样的二叉树称为满二叉树。
(3)完全二叉树:对一棵具有n个结点的二叉树,按层序排号,如果编号为i的结点与同样深度的满二叉树中编号为i的结点在二叉树中的位置完全相同,则这颗二叉树就称为完全二叉树。
满二叉树一定是完全二叉树,完全二叉树不一定是满二叉树。
完全二叉树的特点:
(一) 叶子结点智能出现在最下两层
(二)最下层的叶子一定集中在左部连续位置。
(三)倒数二层,如果有叶子结点,一定=集中在右部连续位置。
(四)如果结点度为1,则该结点只有左孩子,不存在只有右孩子的结点。
(五)同样结点树的二叉树,完全二叉树的深度最小。
4 二叉树的性质
(1)在二叉树的第i层上,至多有2^(i -1)个结点。
(2)深度为k的二叉树,至多有2^k -1个结点。
(3)对任何一棵二叉树,如果其终端结点(叶子结点)树为n0,度为2的结点数为n2,则n0=n2 + 1.
分析:度为2的结点数为n2,度为1的结点数为n1,度为0的结点数为n0,则二叉树的结点数共有n0+n1+n2.
度为2的结点共有2*n2个子结点,度为1的结点共有n1个子结点,再加上根结点,二叉树的结点树共有2*n2 + n1 +1.
故 n0+n1+n2 = 2*n2 + n1 +1,即n0=n2 + 1.
(4)具有n个结点的完全二叉树的深度为[log2n]+ 1.(log以2为底n的对数,[x]表示不大于x的最大整数)
(5)对一棵有n个结点的完全二叉树,按结点顺序编号,对任一结点i(1<=i<=n)
(一) 如果i=1,则该结点为根结点。
(二)如果结点i有左孩子,则左孩子的结点为2*i,如果有右孩子,则有孩子的结点为2*i+1.