樹基本的含義

樹(tree)是包含n(n>0)個結點的有窮集,其中:

(1)每個元素稱為結點(node);

(2)有一個特定的結點被稱為根結點或樹根(root)。

(3)除根結點之外的其余數據元素被分為m(m≥0)個互不相交的集合T1,T2,……Tm-1,其中每一個集合Ti(1<=i<=m)本身也是一棵樹,被稱作原樹的子樹(subtree)。

樹也可以這樣定義:樹是由根結點和若干顆子樹構成的。樹是由一個集合以及在該集合上定義的一種關系構成的。集合中的元素稱為樹的結點,所定義的關系稱為父子關系。父子關系在樹的結點之間建立了一個層次結構。在這種層次結構中有一個結點具有特殊的地位,這個結點稱為該樹的根結點,或稱為樹根。

我們可以形式地給出樹的遞歸定義如下:

單個結點是一棵樹,樹根就是該結點本身。

設T1,T2,..,Tk是樹,它們的根結點分別為n1,n2,..,nk。用一個新結點n作為n1,n2,..,nk的父親,則得到一棵新樹,結點n就是新樹的根。我們稱n1,n2,..,nk為一組兄弟結點,它們都是結點n的子結點。我們還稱T1,T2,..,Tk為結點n的子樹。

空集合也是樹,稱為空樹??諛渲袥]有結點。

二叉樹

在計算機科學中,二叉樹是每個節點最多有兩個子樹的樹結構。通常子樹被稱作“左子樹”(left subtree)和“右子樹”(right subtree)。二叉樹常被用于實現二叉查找樹和二叉堆。

二叉樹的每個結點至多只有二棵子樹(不存在度大于2的結點),二叉樹的子樹有左右之分,次序不能顛倒。二叉樹的第i層至多有2{i-1}個結點;深度為k的二叉樹至多有2k-1個結點;對任何一棵二叉樹T,如果其終端結點數為n0,度為2的結點數為n2,則n0=n2+1。

一棵深度為k,且有2^k-1個節點稱之為滿二叉樹;深度為k,有n個節點的二叉樹,當且僅當其每一個節點都與深度為k的滿二叉樹中,序號為1至n的節點對應時,稱之為完全二叉樹。

二叉樹的性質

性質1:二叉樹第i層上的結點數目最多為 2i-1 (i≥1)。
性質2:深度為k的二叉樹至多有2k-1個結點(k≥1)。
性質3:包含n個結點的二叉樹的高度至少為log2 (n+1)。
性質4:在任意一棵二叉樹中,若終端結點的個數為n0,度為2的結點數為n2,則n0=n2+1。

二叉樹的存儲

順序存儲

與線性表的順序存儲類似,二叉樹的順序存儲結構一般也由一個一維數組來呈現。

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