二叉樹的基本性質等考點講解

2022-05-06 04:30:03 字數 1791 閱讀 3868

1、樹的基本概念

樹是一種簡單的非線性結構。在樹這種資料結構中,所有資料元素之間的關係具有明顯的層次特性。

在樹結構中,每乙個結點只有乙個前件,稱為父結點。沒有前件的結點只有乙個,稱為樹的根結點,簡稱樹的根。每乙個結點可以有多個後件,稱為該結點的子結點。沒有後件的結點稱為葉子結點。

在樹結構中,乙個結點所擁有的後件的個數稱為該結點的度,所有結點中最大的度稱為樹的度。樹的最大層次稱為樹的深度。

2、二叉樹及其基本性質

(1)什麼是二叉樹

二叉樹是一種很有用的非線性結構,它具有以下兩個特點:1)非空二叉樹只有乙個根結點;2)每乙個結點最多有兩棵子樹,且分別稱為該結點的左子樹與右子樹。

*:根據二叉樹的概念可知,二叉樹的度可以為0(葉結點)、1(只有一棵子樹)或2(有2棵子樹)。

(2)二叉樹的基本性質

性質1 在二叉樹的第k層上,最多有2k-1個結點。

性質2深度為m的二叉樹最多有個2m-1個結點。

性質3 在任意一棵二叉樹中,度數為0的結點(即葉子結點)總比度為2的結點多乙個。

性質4 具有n個結點的二叉樹,其深度至少為[log2n]+1 ,其中[log2n]表示取log2n的整數部分。

3、滿二叉樹與完全二叉樹

滿二叉樹:除最後一層外,每一層上的所有結點都有兩個子結點。

完全二叉樹:除最後一層外,每一層上的結點數均達到最大值;在最後一層上只缺少右邊的若干結點。

*:根據完全二叉樹的定義可得出:度為1的結點的個數為0或1。

下圖a表示的是滿二叉樹,下圖b表示的是完全二叉樹:

完全二叉樹還具有如下兩個特性:

性質5 具有n個結點的完全二叉樹深度為[log2n]+1。

性質6 設完全二叉樹共有n個結點,如果從根結點開始,按層序(每一層從左到右)用自然數1,2,…,n給結點進行編號,則對於編號為k(k=1,2,…,n)的結點有以下結論:

①若k=1,則該結點為根結點,它沒有父結點;若k>1,則該結點的父結點的編號為int(k/2)。

②若2k≤n,則編號為k的左子結點編號為2k;否則該結點無左子結點(顯然也沒有右子結點)。

③若2k+1≤n,則編號為k的右子結點編號為2k+1;否則該結點無右子結點。

4、二叉樹的儲存結構

在計算機中,二叉樹通常採用鏈式儲存結構。

與線性鍊錶類似,用於儲存二叉樹中各元素的儲存結點也由兩部分組成:資料域和指標域。但在二叉樹中,由於每乙個元素可以有兩個後件(即兩個子結點),因此,用於儲存二叉樹的儲存結點的指標域有兩個:

乙個用於指向該結點的左子結點的儲存位址,稱為左指標域;另乙個用於指向該結點的右子結點的儲存位址,稱為右指標域。

*:一般二叉樹通常採用鏈式儲存結構,對於滿二叉樹與完全二叉樹來說,可以按層序進行順序儲存。

5、二叉樹的遍歷

二叉樹的遍歷是指不重複地訪問二叉樹中的所有結點。二叉樹的遍歷可以分為以下三種:

(1)前序遍歷(dlr):若二叉樹為空,則結束返回。否則:

首先訪問根結點,然後遍歷左子樹,最後遍歷右子樹;並且,在遍歷左右子樹時,仍然先訪問根結點,然後遍歷左子樹,最後遍歷右子樹。

(2)中序遍歷(ldr):若二叉樹為空,則結束返回。否則:

首先遍歷左子樹,然後訪問根結點,最後遍歷右子樹;並且,在遍歷左、右子樹時,仍然先遍歷左子樹,然後訪問根結點,最後遍歷右子樹。

(3)後序遍歷(lrd):若二叉樹為空,則結束返回。否則:

首先遍歷左子樹,然後遍歷右子樹,最後訪問根結點,並且,在遍歷左、右子樹時,仍然先遍歷左子樹,然後遍歷右子樹,最後訪問根結點。

這樣,不僅節省了儲存空間,又能方便地確定每乙個結點的父結點與左右子結點的位置,但順序儲存結構對於一般的二叉樹不適用。

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