二叉树

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二叉树知识点总结

二叉树知识点总结

二叉树知识点总结1. 二叉树的性质1.1 二叉树的性质一:二叉树的深度二叉树的深度是指从根节点到叶子节点的最长路径长度。

对于一个空树而言,它的深度为0;对于只有一个根节点的树而言,它的深度为1。

根据定义可知,深度为k的二叉树中,叶子节点的深度值为k。

由此可知,二叉树的深度为所有叶子节点深度的最大值。

1.2 二叉树的性质二:二叉树的高度二叉树的高度是指从根节点到叶子节点的最短路径长度。

对于一个空树而言,它的高度为0;对于只有一个根节点的树而言,它的高度为1。

由此可知,二叉树的高度总是比深度大一。

1.3 二叉树的性质三:二叉树的节点数量对于一个深度为k的二叉树而言,它最多包含2^k - 1个节点。

而对于一个拥有n个节点的二叉树而言,它的深度最多为log2(n+1)。

1.4 二叉树的性质四:满二叉树满二叉树是一种特殊类型的二叉树,它的每个节点要么是叶子节点,要么拥有两个子节点。

满二叉树的性质是:对于深度为k的满二叉树而言,它的节点数量一定是2^k - 1。

1.5 二叉树的性质五:完全二叉树完全二叉树是一种特殊类型的二叉树,它的所有叶子节点都集中在树的最低两层,并且最后一层的叶子节点从左到右依次排列。

对于一个深度为k的完全二叉树而言,它的节点数量一定在2^(k-1)和2^k之间。

2. 二叉树的遍历二叉树的遍历是指按照一定的顺序访问二叉树的所有节点。

二叉树的遍历主要包括前序遍历、中序遍历和后序遍历三种。

2.1 前序遍历(Pre-order traversal)前序遍历的顺序是:根节点 -> 左子树 -> 右子树。

对于一个二叉树而言,前序遍历的结果就是按照“根-左-右”的顺序访问所有节点。

2.2 中序遍历(In-order traversal)中序遍历的顺序是:左子树 -> 根节点 -> 右子树。

对于一个二叉树而言,中序遍历的结果就是按照“左-根-右”的顺序访问所有节点。

2.3 后序遍历(Post-order traversal)后序遍历的顺序是:左子树 -> 右子树 -> 根节点。

《二叉树模型》课件

《二叉树模型》课件

二叉树的分类
01 满二叉树
如果一个二叉树的每个节点都有两个子节点,则 该二叉树称为满二叉树。
02 完全二叉树
如果一个二叉树的最后一层是满的,且除了最后 一层外,其他各层的节点数达到最大,则该二叉 树称为完全二叉树。
03 平衡二叉树
平衡二叉树是一种特殊的完全二叉树,它的左右 子树的高度差不超过1。
二叉树的应用场景
详细描述
在n叉树模型中,每个节点可以拥有任意数 量的子节点,而不仅仅是两个。这种模型在 处理具有多个分支的数据结构时非常有用, 例如决策树和知识图谱。n叉树模型在搜索 、排序和数据压缩等领域有广泛应用。
B树模型
要点一
总结词
B树模型是一种自平衡的多路搜索树,用于数据库和文件系 统的索引。
要点二
详细描述
详细描述
二叉树的插入操作包括节点的添加和位置调整两个步骤。在添加节点时,需要找到合适 的位置将其插入到二叉树中,并保持二叉树的平衡性。位置调整是为了维护二叉树的性
质,确保每个节点的左子树和右子树的高度差不超过1。
插入操作的时间复杂度
总结词
插入操作的时间复杂度取决于具体的实现方式和数据结构。
详细描述
在平衡二叉树中,插入操作的时间复杂度为O(log n),其中n为二叉树中节点的数量。而在一般的二 叉树中,插入操作的时间复杂度可能达到O(n),因为可能需要遍历整棵树才能找到合适的位置插入新 节点。因此,选择合适的二叉树数据结构和算法对于提高插入操作的效率至关重要。
05
二叉树算法的应用
堆排序算法
平衡二叉树的性质:平衡二叉树具有以下性质:1)它的左右子树的高度差不超过1;2)它的左 子树和右子树都是平衡二叉树;3)它的左子树和右子树的节点数相差不超过1。

二叉树概述

二叉树概述
可简写为k=lb(n+1)-1。例如,2.0=2,2.1=3。 若结点个数n=0,则有深度k=-1,满足k=lb(0+1)-1=-1; 若结点个数n=1,则有深度k=0,满足k=lb(1+1)-1=0; 若结点个数n=2,则有深度k=1,满足k=lb(2+1)-1
=0.xx =1; 若结点个数n=3,则有深度k=1,满足k=lb(3+1)-1=1。
二叉树概述
1.二叉树的定义
一、二叉树:是n(n≥0)个结点的有限集合。n=0的树称为空二叉树;n>0的二叉树由 一个根结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 。
逻辑结构: 一对二(1:2) 基本特征: ① 每个结点最多只有两棵子树(不存在度大于2的结点); ② 左子树和右子树次序不能颠倒。所以下面是两棵不同的树 注意:二叉树不是有序树
3.二叉树的性质
性质1 在一棵非空二叉树的第i层上至多有2i个结点(i≥0)。
性质2 深度为k的二叉树至多有2k+1-1个结点。 说明:深度k=-1,表示没有一个结点;深度k=0,表示只有一个根结点。
性质3 对于一棵非空的二叉树,如果叶结点个数为n0,度为2的结点数为n2, 则有 n0= n2+1。 证明:设n为二叉树的结点总数,n1为二叉树中度为1的结点个数,则有: n = n0 + n1 + n2
A
B
C
D
E
F
G
H I J K L MN O
A
B
C
D
E
F
G
H IJ
(a)满二叉树
(b)完全二叉树
问题:一个高度为h的完全二叉树最多有多少个结点?最少有多少个结点?

二叉树概念

二叉树概念
自左向右连续给结点编号1, 2, …, n-1,n,然后按此结点编号将 树中各结点顺序地存放于一个一维数组中, 并简称编号为i的结
点为结点i (1 i n)。则有以下关系:

若i = 1, 则 i 无双亲 若i > 1, 则 i 的双亲为i /2 若2*i <= n, 则 i 的左子女为2*i;否则,i无左子女,必定是 页结点,二叉树中i> n/2 的结点必定是页结点 若2*i+1 <= n, 则 i 的右子女为2*i+1,否则,i无右子女
层序遍历二叉树算法的框架是 • 若二叉树为空,则空操作; • 否则,根结点入队,并作为当 前结点。如队列不空,循环: 将当前结点的左右孩子入队; 做出队操作,队首元素作为当 前结点; • 最后,出队序列就是层序遍历 序列 遍历结果
表达式语法树
-+/a*efb- cd
例5-1:在二叉树中查找具有给定值的结点
}
//中序遍历*t的右子树
}
前序遍历算法
PREORDER(bitree *t) { if (t) { printf(“\t%c\n”,t->data); //访问结点*t PREORDER(t->lchild); //前序遍历*t的左子树
PREORDER(t->rchild• • • • • 结点(node) 结点的度(degree) 分支(branch)结点 叶(leaf)结点 子女(child)结点 双亲(parent)结点
结点的子树个数 度不为0的结点 度为0的结点 某结点子树的根结点 某个结点是其子树之根的 双亲
• 兄弟(sibling)结点 • 祖先(ancestor)结点
证明: 1、结点总数为度为0的结点加上度为1的结点再加上度 为2的结点: n = n0 + n1 + n2 2、另一方面,二叉树中一度结点有一个孩子,二 度结 点有二个孩子,根结点不是任何结点的孩子,因此, 结点总数为: n = n1 + 2n2 + 1 3、两式相减,得到: n0 = n2 + 1

基本二叉树知识讲解

基本二叉树知识讲解

基本二叉树知识讲解一、有关二叉树的学习性质1:二叉树上叶子结点数等于度为2的结点数加1。

性质2:二叉树的第i层上至多有2的i次方减1个结点(i>=1)。

性质3:深度为h的二叉树至多有2的h次方减1个结点。

满二叉树:在一棵二叉树中,当第i层的结点树为2的i次方减1个时,称此层的结点数是满的。

当一棵二叉树中的每一层都满时,称此树为满二叉树。

特性:除叶子结点以外的其他的结点的度皆为2,且叶子结点在同一层上。

深度为h的满二叉树中的结点数为2的h次方减1。

性质4:设含有n个结点的完全二叉树的深度为k,则k=(int)(log2n)+1,即深度k等于log2n的整数部分再加1。

二叉树的存储结构1:顺序存储结构二叉树的顺序存储结构类型定义如下:#define TREEMINSIZE 10typedef struct{BTreeDT(数据类型) *base;int spacesize;BTreeDT nullvalue;}SeqTree;2:链式存储结构(一般的二叉树主要采用链式存储结构通常有二叉链表和三叉链表两种形式)1>二叉链表存储结构二叉链表中的每个结点由data,lchild和rchild三个域组成,定义如下:typedef struct bkbtnode{BTreeDT data;struct bkbtnode *lchild;struct bkbtnode *rchild;}BTNode,*BKBTree;在二叉链表中,查找某结点的孩子很容易实现,但查找某结点的双亲不方便。

一棵喊有n个结点的二叉树采用二叉链表存储时,将有2n-(n-1)=n+1个指针域是空的。

2>三叉链表存储结构typedef struct tkbtnode{BTreeDT data;struct tkbtnode *lchild;struct tkbtnode *rchild;struct tkbtnode *parent;}TKBTNode,*TKBTree;其中,parent域存放该结点双亲的指针。

数据结构之二叉树(BinaryTree)

数据结构之二叉树(BinaryTree)

数据结构之⼆叉树(BinaryTree)⽬录导读 ⼆叉树是⼀种很常见的数据结构,但要注意的是,⼆叉树并不是树的特殊情况,⼆叉树与树是两种不⼀样的数据结构。

⽬录 ⼀、⼆叉树的定义 ⼆、⼆叉树为何不是特殊的树 三、⼆叉树的五种基本形态 四、⼆叉树相关术语 五、⼆叉树的主要性质(6个) 六、⼆叉树的存储结构(2种) 七、⼆叉树的遍历算法(4种) ⼋、⼆叉树的基本应⽤:⼆叉排序树、平衡⼆叉树、赫夫曼树及赫夫曼编码⼀、⼆叉树的定义 如果你知道树的定义(有限个结点组成的具有层次关系的集合),那么就很好理解⼆叉树了。

定义:⼆叉树是n(n≥0)个结点的有限集,⼆叉树是每个结点最多有两个⼦树的树结构,它由⼀个根结点及左⼦树和右⼦树组成。

(这⾥的左⼦树和右⼦树也是⼆叉树)。

值得注意的是,⼆叉树和“度⾄多为2的有序树”⼏乎⼀样,但,⼆叉树不是树的特殊情形。

具体分析如下⼆、⼆叉树为何不是特殊的树 1、⼆叉树与⽆序树不同 ⼆叉树的⼦树有左右之分,不能颠倒。

⽆序树的⼦树⽆左右之分。

2、⼆叉树与有序树也不同(关键) 当有序树有两个⼦树时,确实可以看做⼀颗⼆叉树,但当只有⼀个⼦树时,就没有了左右之分,如图所⽰:三、⼆叉树的五种基本状态四、⼆叉树相关术语是满⼆叉树;⽽国际定义为,不存在度为1的结点,即结点的度要么为2要么为0,这样的⼆叉树就称为满⼆叉树。

这两种概念完全不同,既然在国内,我们就默认第⼀种定义就好)。

完全⼆叉树:如果将⼀颗深度为K的⼆叉树按从上到下、从左到右的顺序进⾏编号,如果各结点的编号与深度为K的满⼆叉树相同位置的编号完全对应,那么这就是⼀颗完全⼆叉树。

如图所⽰:五、⼆叉树的主要性质 ⼆叉树的性质是基于它的结构⽽得来的,这些性质不必死记,使⽤到再查询或者⾃⼰根据⼆叉树结构进⾏推理即可。

性质1:⾮空⼆叉树的叶⼦结点数等于双分⽀结点数加1。

证明:设⼆叉树的叶⼦结点数为X,单分⽀结点数为Y,双分⽀结点数为Z。

《二叉树的概念》课件

《二叉树的概念》课件
过程中进行一些特定的操作。
05
二叉树的应用
Chapter
在数据结构中的应用
二叉搜索树
二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点的左子树上的所有元素都小于 该节点,右子树上的所有元素都大于该节点。这种数据结构可以用于快速查找 、插入和删除操作。
AVL树和红黑树
这两种二叉树都是自平衡二叉搜索树,它们通过调整节点的左右子树的高度来 保持树的平衡,从而在插入、删除等操作时具有较好的性能。
VS
详细描述
平衡二叉树的特点是,它的左右子树的高 度差不会超过1,且左右子树都是平衡二 叉树。平衡二叉树的性质还包括,它的所 有叶节点的层数相等,且所有非叶节点的 左右子树的高度差不超过1。平衡二叉树 的查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n),其中n为节点数。
04
二叉树的遍历
Chapter
决策树
在机器学习和人工智能领域,决策树 是一种重要的分类和回归方法。其基 础结构就是二叉树,通过构建决策树 ,可以解决分类和回归问题。
THANKS
感谢观看
代码表示法
总结词:严谨规范
详细描述:使用编程语言的语法结构来表示二叉树,每个节点用对象或结构体表示,节点间的关系通 过指针或引用表示,严谨规范,易于编写和调试。
03
二叉树的性质
Chapter
深度最大的二叉树
总结词
深度最大的二叉树是指具有最大 可能深度的二叉树。
详细描述
在二叉树中,深度最大的二叉树 是满二叉树,即每个层级都完全 填满,没有空缺的节点。满二叉 树的深度等于其节点总数减一。
02
二叉树的表示方法
Chapter
图形表示法
总结词:直观明了
详细描述:通过图形的方式展示二叉树的结构,每个节点用圆圈或方框表示,节 点间的关系用线段表示,直观易懂,易于理解。

二叉树的几种基本形态

二叉树的几种基本形态

二叉树的几种基本形态二叉树是一种重要的数据结构,在计算机科学和数据结构领域有着广泛的应用。

它由节点和边组成,每个节点最多有两个子节点。

根据节点和边的组合方式,我们可以将二叉树分为几种基本形态。

一、满二叉树满二叉树是指一个二叉树的每个节点都有两个子节点,除了叶子节点。

叶子节点是指没有子节点的节点。

满二叉树是一种特殊的完全二叉树,它的深度为h,节点个数为2^h - 1。

满二叉树具有以下特点:1. 每个节点都有两个子节点,除了叶子节点;2. 所有叶子节点都在同一层;3. 每个非叶子节点都有两个子节点;4. 节点个数为2^h - 1,其中h为深度。

满二叉树的应用非常广泛,例如在堆排序中,堆通常就是满二叉树。

二、完全二叉树完全二叉树是指除了最后一层节点可能不满外,其他层节点都是满的二叉树。

在最后一层,所有的节点都集中在左边。

完全二叉树具有以下特点:1. 最后一层的节点都集中在左边;2. 其他层节点都是满的;3. 如果一个节点有右子节点,则一定有左子节点;4. 节点个数最少为2^(h-1),最多为2^h - 1,其中h为深度。

完全二叉树的应用也非常广泛,例如在二叉堆中,堆通常就是完全二叉树。

三、二叉搜索树二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的左子树中所有节点的值都小于根节点的值,右子树中所有节点的值都大于根节点的值。

同样的规则也适用于每个子树。

二叉搜索树具有以下特点:1. 左子树中所有节点的值都小于根节点的值;2. 右子树中所有节点的值都大于根节点的值;3. 每个子树都符合上述规则;4. 不存在相同节点。

二叉搜索树的应用也非常广泛,例如在数据库中,索引通常就是基于二叉搜索树实现的。

四、平衡二叉树平衡二叉树也称为AVL树,它是一种特殊的二叉搜索树,它的左子树和右子树的高度差不超过1。

这种平衡可以保证二叉树的查找、插入、删除等操作的时间复杂度都是O(log n)。

平衡二叉树具有以下特点:1. 左子树和右子树的高度差不超过1;2. 每个子树都符合上述规则;3. 它是一种特殊的二叉搜索树。

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PROCEDURE PRETRAV(BT) IF BT≠0 THEN { OUTPUT V(BT) PRETRAV(L(BT)) PRETRAV(R(BT)) } RETURN
#include "stdio.h" struct btnode { int d; struct btnode *lchild; struct btnode *rchild; }; pretrav(struct btnode * bt) { if (bt !=NULL) { printf("%d\n",bt->d); pretrav(bt->lchild); pretrav(bt->rchild); } return; }
3.后序遍历(LRD)
若二叉树为空,则结束返回。否则:
(1)后序遍历左子树; (2)后序遍历右子树; (3)访问根结点。
F
C 0 E G
0 A 0
D 0
0 B 0
0 H 0
0 P 0
后序遍历: A,B,D,C,H,P,G,E,F
输入:二叉链表的头指针BT。 输出:以BT为头指针的二叉链表的后序序列
3.满二叉树与完全二叉树
满二叉树————除最后一层外,每一层上的
所有结点都有两个子结点
完全二叉树————除最后一层外,每一层上
的结点数均达到最大值;最后一层只缺少右 边的若干结点
性质5
具有n个结点的完全二叉树的深度 为[log2n]+1

性质6 设完全二叉树共有n个结点。如果从根结 点开始,按层序(每一层从左到右)用自然数 1,2,…,n给结点进行编号,则对于编号为 k(k=1,2,…,n)的结点有以下结论:
STEP1
二叉链表的生成
输入:二叉链表的头指针BT为空;根结点标志k=0 输出:二叉链表的头指针BT PROCEDURE CREATBT(BT,k) INPUT b IF b≠结束符 THEN [输入的不是结束符] { NEW(p) [取一个新结点] V(p)=b; L(p)=0; R(p)=0 [置新结点的值域为b及左右指针域] IF k=0 THEN BT=p [若是第一个值,则置二叉链表头指针] IF k=1 THEN L(BT)=p [链接到左子树] IF k=2 THEN R(BT)=p [链接到右子树] CREATBT(p,1) [输入左子结点值] CREATBT(p,2) [输入右子结点值] } RETURN
1.前序遍历(DLR)
若二叉树为空,则结束返回。否则:
(1)访问根结点; (2)前序遍历左子树; (3)前序遍历右子树。
F
C 0 E G
0 A 0
D 0
0 B 0
0 H 0
0 P 0
前序遍历: F,C,A,D,B,E,G,H,P
输入:二叉链表的头指针BT。 输出:以BT为头指针的二叉链表的前序序列。
①若k=1,则该结点为根结点,它没有父结点;
若k>1,则该结点的父结点编号为INT(k/2)。
②若2k≤n,则编号为k的结点的左子结点编号为2k;否
则该结点无左子结点(显然也没有右子结点)。
③若2k+1≤n,则编号为k的结点的右子结点编号为
2k+1;否则该结点无右子结点

2.5.3
二叉树的存储结构
PROCEDURE INTRAV(BT) IF BT≠0 THEN { INTRAV(L(BT)) OUTPUT V(BT) INTRAV(R(BT)) } RETURN
#include "stdio.h" struct btnode { int d; struct btnode *lchild; struct btnode *rchild; }; intrav(struct btnode * bt) { if (bt !=NULL) { intrav(bt->lchild); printf("%d\n",bt->d); intrav(bt->rchild); } return; }
PROCEDURE POSTRAV(BT) IF BT≠0 THEN { POSTRAV(L(BT)) POSTRAV(R(BT)) OUTPUT V(BT) } RETURN
#include "stdio.h" struct btnode { int d; struct btnode *lchild; struct btnode *rchild; }; postrav(struct btnode * bt) { if (bt!=NULL) { postrav(bt->lchild); postrav(bt->rchild); printf("%d\n",bt->d); } return; }

2.中序遍历(LDR)
若二叉树为空,则结束返回。否则:
(1)中序遍历左子树; (2)访问根结点; (3)中序遍历右子树。
F
C 0 E G
0 A 0
D 0
0 B 0
0 H 0
0 P 0
中序遍历: A,C,B,D,F,E,H,G,P
输入:二叉链表的头指针BT。 输出:以BT为头指针的二叉链表的中序序列
if (b!=0) /*输入的不是结束符*/ {p=(struct btnode *)malloc(sizeof(struct btnode)); p->d=b; p->lchild=NULL; p->rchild=NULL; if (k==0) t=p; if (k==1) bt->lchild=p; /*链接到左子树*/ if (k==2) bt->rchild=p; /*链接到右子树*/ creatbt(p,1); /*输入左子结点值*/ creatbt(p,2); /*输入右子结点值*/ } return(t); /*返回二叉链表头指针*/ }
1.二叉链表
#include "stdlib.h" struct btnode /*定义结点类型*/ { ET d; /*数据域*/ struct btnode *lchild; /*左指针域*/ struct btnode *rchild; /*右指针域*/ };

2.二叉链表的生成
输入根结点值; STEP2 若左子树不空,则输入左子 树,否则输入一个结束符; STEP3 若右子树不空,则输入右子 树,否则输入一个结束符。 例如 FCA▲▲DB▲▲▲E▲GH▲▲P▲ ▲ 其中▲表示结束符
该表达式的第二种表示
树链表中的结点结构

2.5.2
二叉树及其基本性质
1.什么是二叉树
非空二叉树只有一个根结点 每一个结点最多有两棵子树,且分别称为该
结点的左子树与右子树
2.二叉树的基本性质
性质1
在二叉树的第k层上,最多有2k-1 (k≥1)个结点 性质2 深度为m的二叉树最多有2m-1个结点 性质3 在任意一棵二叉树中,度为0的结点 (即叶子结点)总是比度为2的结点多一个 性质4 具有n个结点的二叉树,其深度至少为 [log2n]+1,其中[log2n]表示取log2n的 整数部分
#include "stdio.h” #include "stdlib.h” struct btnode { int d; struct btnode *lchild; struct btnode *rchild; }; struct btnode *creatbt(struct btnode *bt, int k) { int b; struct btnode *p, *t; printf("input b :"); scanf("%d",&b);
#include "stdio.h” #include "stdlib.h” main() { struct btnode *bt; bt = creatbt( bt , 0); pretrav ( bt ); //前序遍历 }
2.5.4
二叉树的遍历
二叉树的遍历是指不重复的访问二叉树中的 所有结点。 在先左后右的原则下,根据访问根结点的次 序,二叉树的遍历可以分为三种:前序遍历、 中序遍历和后序遍历。
,称为运算符结点 运算符的一个运算对象在树中为该运算符结
点的子树(在树中的顺序为从左到右) 运算对象中的单变量均为叶子结点 表示同一个表达式的表达式树是不唯一的
a*(b+c/d)+e*h-g*f(s,t,x+y)
该表达式的第一种表示
a*(b+c/d)+e*h-g*f(s,t,x+y)
2.5
2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4

树与二叉树
树的基本概念 二叉树及其基本性质 二叉树的存储结构 二叉树的遍历

2.5.1
树的基本概念
树是一种简单的非线性结构,在这种结构中所有
数据元素之间具有明显的层次关系 每个结点只有一个前件,称为父结点 没有前件的结点称为根结点 每个结点有多个后件,都称为该结点的子结点 没有后件的结点称为叶子结点
根结点R 叶子结点是哪些?
一个结点所拥有的后件个数称为结点的度 所有结点中的最大度数称为树的度 树的最大层次数称为树的深度 以某结点的一个子结点为根构成的树为该结点
的一颗子树
R、H、Y、S、T的度分别是多少? 这棵树的度? 树的深度?
用树表示算术表达式

表示原则
表达式中的每一个运算符在树中对应一个结点
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