【数据结构】树和二叉树

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了【数据结构】树和二叉树前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

【1】树的概念

  1. 树(Tree)是nn0)个节点的有限集合T,它满足两个条件
  2. 有且仅有一个特定的称为根(Root)的节点;
  3. 其余的节点可以分为mm0)个互不相交的有限集合T1T2、……、Tm
  4. 其中每一个集合又是一棵树,并称为其根的子树(Subtree)。

【3】度数

  1. 一个节点的子树的个数称为该节点的度数,一棵树的度数是指该树中节点的最大度数。

【4】路径

  1. 一个节点系列k1,k2,……,ki,ki+1,kj,并满足kiki+1的父节点,就称为一条从k1
  2. kj的路径,路径的长度为j-1,即路径中的边数。

【5】层数以及树的高度或深度

  1. 节点的层数等于父节点的层数加一,根节点的层数定义为一。
  2. 树中节点层数的最大值称为该树的高度或深度。

【6】树的逻辑结构

  1. 树中任何节点都可以有零个或多个直接后继节点(子节点),但至多只有一个直接前趋
  2. 节点(父节点),根节点没有前趋节点,叶节点没有后继节点。

【7】二叉树的定义

  1. 二叉树(Binary Tree)是nn0)个节点的有限集合,它或者是空集(n0),或者是
  2. 由一个根节点以及两棵互不相交的、分别称为左子树和右子树的二叉树组成。
  3. 二叉树与普通有序树不同,二叉树严格区分左孩子和右孩子,即使只有一个子节点也要区分左右。

【8】二叉树的性质

  1. 二叉树第ii1)层上的节点最多为2~(i-1)个。
  2. 深度为kk1)的二叉树最多有2~k1个节点。
  3. 在任意一棵二叉树中,树叶的数目比度数为2的节点的数目多一。
  4. 总节点数为各类节点之和:n = n0 + n1 + n2
  5. 总节点数为所有子节点数加一:n = n1 + 2*n2 + 1
  6. 故得:n0 = n2 + 1 ;
  7. 满二叉树 :深度为kk1)时有2~k1个节点的二叉树
  8. 完全二叉树 :只有最下面两层有度数小于2的节点,且最下面一层的叶节点集中在最左边的若干位置上。

【9】二叉树的存储

  1. 完全二叉树节点的编号方法是从上到下,从左到右,根节点为1号节点。
  2. 设完全二叉树的节点数为n,某节点编号为i
  3. 2*in时,有左孩子,其编号为2*i,否则没有左孩子,本身是叶节点;
  4. 2*i1n时,有右孩子,其编号为2*i+1,否则没有右孩子;
  5.  
  6. 注意:如果根节点编号为0,则判断左右子树时使用2*i+12*i+2

【10】二叉树的遍历

  1. 先序遍历:先访问树根,再访问左子树,最后访问右子树
  2. 中序遍历:先访问左子树,再访问树根,最后访问右子树
  3. 后序遍历:先访问左子树,再访问右子树,最后访问树根

代码

  1. /* binary_tree.h */
  2. #ifndef BINARY_TREE_H
  3. #define BINARY_TREE_H
  4.  
  5. #include <stdio.h>
  6. #include <stdlib.h>
  7. #include "linkqueue.h"
  8. typedef int datatype;
  9. struct bt_node
  10. {
  11. datatype data;
  12. struct bt_node *lchild;
  13. struct bt_node *rchild;
  14. };
  15.  
  16. extern struct bt_node *binary_tree_create(int node_num,int root);
  17. extern void binary_tree_preorder(struct bt_node *root);
  18. extern void binary_tree_inorder(struct bt_node *root);
  19. extern void binary_tree_postorder(struct bt_node *root);
  20. extern void binary_tree_level(struct bt_node *root);
  21.  
  22. #endif // BINARY_TREE_H
  1. /* binary_tree.c */
  2. #include "binary_tree.h"
  3.  
  4. struct bt_node *binary_tree_create(int node_num,int root)
  5. {
  6. struct bt_node *node=(struct bt_node *)malloc(sizeof(struct bt_node));
  7. node->data=root;
  8. if(root*2<=node_num)
  9. node->lchild=binary_tree_create(node_num,root*2);
  10. else
  11. node->lchild=NULL;
  12.  
  13. if(root*2+1<=node_num)
  14. node->rchild=binary_tree_create(node_num,root*2+1);
  15. else
  16. node->rchild=NULL;
  17. return node;
  18.  
  19. }
  20.  
  21. void binary_tree_preorder(struct bt_node *root)
  22. {
  23. if(root==NULL)
  24. return;
  25. printf("%d ",root->data);
  26. binary_tree_preorder(root->lchild);
  27. binary_tree_preorder(root->rchild);
  28. }
  29.  
  30. void binary_tree_inorder(struct bt_node *root)
  31. {
  32. if(root==NULL)
  33. return;
  34. binary_tree_inorder(root->lchild);
  35. printf("%d ",root->data);
  36. binary_tree_inorder(root->rchild);
  37. }
  38.  
  39.  
  40. void binary_tree_postorder(struct bt_node *root)
  41. {
  42. if(root==NULL)
  43. return;
  44. binary_tree_postorder(root->lchild);
  45. binary_tree_postorder(root->rchild);
  46. printf("%d ",root->data);
  47. }
  48.  
  49.  
  50. void binary_tree_level(struct bt_node *root)
  51. {
  52. struct bt_node *tmp;
  53. struct linkqueue *q=linkqueue_create();
  54. linkqueue_push(q,root);
  55. while(!linkqueue_empty(q))
  56. {
  57. tmp=linkqueue_pop(q);
  58. printf("%d ",tmp->data);
  59. if(tmp->lchild!=NULL)
  60. linkqueue_push(q,tmp->lchild);
  61. if(tmp->rchild!=NULL)
  62. linkqueue_push(q,tmp->rchild);
  63. }
  64. }

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