- 树的定义
树是 $ n ((( n \geq 0 $)个结点的有限集合。当 $ n = 0 $ 时,称为空树;当 $ n > 0 $ 时,满足以下条件:
- 有且仅有一个特定的结点称为根结点(root);
- 除根结点外,其余结点可被划分为 $ m ((( m \geq 0 $)个互不相交的有限集 $ T_1, T_2, \ldots, T_m $,其中每一个集合本身又是一棵树,称为根的子树(Subtree)。
这种结构体现了递归性:树由根和若干棵子树组成,而每棵子树也遵循相同的定义。
- 树的基本概念(结合图 3-16 示例)
| 概念 | 定义及示例解析 |
|---|---|
| 双亲 / 孩子 / 兄弟 | 若一个结点 $ A $ 有一个子树,其根结点为 $ B $,则 $ A $ 是 $ B $ 的双亲(父节点),$ B $ 是 $ A $ 的孩子(子节点);具有相同双亲的结点互为兄弟。例如:A 是 B、C、D 的双亲,B 和 D 是兄弟。 |
| 结点的度 | 一个结点拥有的子树数目称为该结点的度。例如:A 的度为 3(有三个子树),B 的度为 2,C 的度为 0。 |
| 叶子结点 | 度为 0 的结点称为叶子结点(终端结点)。它们没有孩子。例如:E、F、C、G 都是叶子结点。 |
| 内部结点 | 度大于 0 的结点称为内部结点或分支结点。除了根结点外的所有非叶子结点都属于此类。例如:A 和 B 是内部结点(A 是根兼分支结点,B 是普通分支结点)。 |
补充说明:
树是一种典型的非线性数据结构,能够有效描述具有层次关系的数据,如文件系统的目录结构、公司组织架构、分类体系等。它是后续多种高级数据结构的基础,如:
- 二叉树(每个结点最多两个子树)
- 树的遍历算法(先序、后序、层次遍历等)
- 哈夫曼树(用于最优编码)
- 并查集、B 树/B+ 树(数据库索引基础)
二叉树是一种特殊的树结构,它满足以下定义:
- 二叉树是 $ n ((( n \geq 0 )个结点的有限集合,可以为空树()个结点的有限集合,可以为空树()个结点的有限集合,可以为空树( n = 0 $)。
- 非空时,每个结点至多有两个子树,分别称为左子树和右子树。
- 左、右子树是有序的,即区分左右,不能随意交换——这是有序树。
换句话说,二叉树中每个结点的度最大为 2,且每个结点的左右孩子有明确的位置区分。
✅ 二叉树与普通树的区别:
| 比较项 | 二叉树 | 普通树 |
|---|---|---|
| 子树数量限制 | 每个结点最多有两个子树(度 ≤ 2) | 子树数量无限制(度可为任意值) |
| 子树有序性 | 严格区分左子树和右子树(有序) | 子树之间虽有顺序,但不强制区分左右 |
| 结构灵活性 | 结构更规范,便于算法设计与实现 | 结构更灵活,适用于复杂层次关系 |
| 空子树意义 | 允许只有左子树或右子树,空表示明确信息 | 子树自然存在,一般不强调“空”概念 |
| 典型应用 | 表达式树、哈夫曼树、二叉搜索树、堆等 | 文件系统、组织架构、DOM 树等 |
📌 举例说明区别:
在普通树中,一个结点有三个孩子 A、B、C,它们只是兄弟关系;而在二叉树中,必须指定哪个是左孩子、哪个是右孩子,比如 B 是左孩子,C 是右孩子,A 就无法直接表示(除非作为后代)。
此外,二叉树允许递归定义:
一棵二叉树是:一个根结点 + 一个左二叉树 + 一个右二叉树。



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