树与森林(一)

本文深入解析树形数据结构的基础概念,包括结点的度、层次、深度等关键定义,对比了二叉树、满二叉树与完全二叉树的区别,阐述了二叉树的性质,以及二叉排序树、线索二叉树和平衡AVL树的概念。

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                                            一:  关于树的基本知识

咳咳~,今天我们一起学习

首先,它不长这样------->

也不是这样---------------->

当然,也不这样---------->  

and ----------------------->

我们数据结构中的树形结构当然炫酷无比~      蹡蹡~(骗你的(手动微笑,哈哈~))

言归正传:

-------------------------------相关定义--------------------------------------------

  • 树的定义:     树(Tree)是n(n>=0)个结点的有限集。(n = 0的树是空树。),其中每个结点本身又是一棵树,并且是根的子树
  • 结点的度:      结点拥有的子树数
  • 叶结点(终端结点):度为0的结点。
  • 分支结点       度不为0的结点。
  • 内部结点除根结点之外的分支结点。
  • 树的度树内各结点的度的最大值。
  • 结点的层次(Level)从根开始定义起,根为第一层,根的孩子为第二层。
  • 树的深度(高度)树中结点的最大层次。
  • 有序树如果将树中各结点的子树看成是从左至右有次序的,不能互换的,那么这个树就是有序树。否则,是无序树。
  • 森林(Forest):m(m>=0)棵互不相交的树的集合。对树中结点而言,其子树的集合,就是森林。

------------------------------------树的分类----------------------------------------

  • 二叉树:  

                                  特征:每个结点最多有两棵字树,即每个结点的度和树的度不大于2.

                                     1.斜树:   

                                      2.满二叉树:    3.完全二叉树:           

            【注意区分后两者的区别】:

                   满二叉树除叶子结点外的所有结点均有两个子结点。节点数达到最大值,所有叶子结点必须在同一层上。

                   满二叉树的性质:

                                      1) 一颗树深度为h,最大层数为k,深度与最大层数相同,k=h;

                                         2) 叶子数为2^(h-1);

                                         3) 第k层的结点数是:2k-1;

                                      4) 总结点数是:2^(k-1),且总节点数一定是奇数。

                    完全二叉树若设二叉树的深度为h,除第 h 层外,其它各层 (1~(h-1)层) 的结点数都达到最大个数,第h层所有的                                            结点都连续集中在最左 边,这就是完全二叉树。

二叉树的性质:                             

                           1) 在非空二叉树中,第i层的结点总数不超过 2i-1, i>=1;

                      2) 深度为h的二叉树最多有2^(h-1)个结点(h>=1),最少有h个结点;

                      3) 对于任意一棵二叉树,如果其叶结点数为n0,而度数为2的结点总数为n2,则n0=n2+1;

                      4) 具有n个结点的完全二叉树的深度为log2(n+1);

                      5)有n个结点的完全二叉树各结点如果用顺序方式存储,则结点之间有如下关系:

                                若I为结点编号则 如果i>1,则其父结点的编号为i/2;

                                如果2i<=n,则其左儿子(即左子树的根结点)的编号为2i;若2I>n,则无左儿子;

                                如果2i+1<=n,则其右儿子的结点编号为2i+1;若2i+1>n,则无右儿子。

                     6)给定n个节点,能构成h(n)种不同的二叉树,其中h(n)为卡特兰数的第n项,h(n)=C(2*n, n)/(n+1)。

                     7)设有i个枝点,I为所有枝点的道路长度总和,J为叶的道路长度总和J=I+2i。

                         }

                                          二:树与森林  

                                 https://blog.youkuaiyun.com/qq_38193883/article/details/99858074

  • 正经致谢:

                  

1.实验目的 (1)掌握森林的孩子兄弟链表(二叉链表)表示方法。 (2)掌握二叉结构及算法之间的对应关系。 (3)掌握的两种遍历算法及其应用。 2.实验任务 设计、实现算法求解下列问题: (1)按先序、后序、层次遍历森林。 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (2)森林的高度。 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (3)森林结点总数。 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (4)森林叶子结点数。 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (5)森林的度。 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (6)先序输出结点值及其层次号。 例对图7-1所示森林,输出为:(A,1) (B,2) (E,3) (K,4) (F,3) (G,3) (C,2) (H,3) (I,3) (D,2) (J,3) (L,1) (M,2) (N,2) (O,1) (P,2) 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre (7)输出广义表表示的。 例对图7-1所示森林,输出为:A( B(E(K),F,G),C(H,I),D(J)), L(M,N), O(P) ) 实验测试数据基本要求: 第组数据: tree11.tre 第二组数据: f20.tre 3.实验说明 (以下给出的森林创建方法仅供参考,实验者可自行设计其它创建方法) (1)森林)的创建 本实验提供的创建代码,创建二叉链表表示的森林)分为2个步骤,第步:读取文本文件,创建双亲表示的森林);第二部:从双亲表示转换为二叉链表表示的森林)。 (2)森林)数据文件格式说明 数据文件主要包含三个部分:森林)标识;结点列表;父子结点对(边)。 ①标识行 Tree or Forest,以区别其它数据文件,这行是非必须的。 ②结点列表 给出森林中的所有结点,结点次序无关,只要列出所有结点即可。如图7-1所示的森林,结点列表可为: //下面为森林)的结点列表 A B C D E F G H I J K L M N O P。 ③父子结点对(边)信息 父子对信息严格按照父结点、子结点表示对父子结点,父子对也次序无关,只要列出森林中所有父子对即可,例图7-1所示森林,所有父子对为: //以下为父子结点对(边)信息 A B A C A D B E B F B G C H C I D J E K L M L N O P (3)创建森林)包含文件说明 createTree.h,包括森林)的双亲存储、二叉链表存储的定义;从文件创建双亲表示的森林);从双亲表示的森林创建二叉链表表示的森林;其它辅助算法。
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