❶ 二叉樹相關定義以及如何進行順序存儲
二叉樹(Binary tree)是樹形結構的一個重要類型。許多實際問題抽象出來的數據結構往往是二叉樹形式,即使是一般的樹也能簡單地轉換為二叉樹,而且二叉樹的存儲結構及其演算法都較為簡單,因此二叉樹顯得特別重要。二叉樹特點是每個結點最多隻能有兩棵子樹,且有左右之分。
二叉樹是n個有限元素的集合,該集合或者為空、或者由一個稱為根(root)的元素及兩個不相交的、被分別稱為左子樹和右子樹的二叉樹組成,是有序樹。當集合為空時,稱該二叉樹為空二叉樹。在二叉樹中,一個元素也稱作一個結點 。(來自網路)
二叉樹的遍歷指的是從根節點出發,按照某種次序依次訪問二叉樹中所有的結點,使得每個結點被訪問一次且僅僅訪問一次。
總結:前序遍歷,中序遍歷,後序遍歷可以按照父節點父節點遍歷的順序來劃分,前序就是 父節點->左子樹->右子樹,中序是 左子樹->父節點->右子樹,後序是 左子樹 -> 右子樹 ->父節點。
❷ 什麼是二叉樹的順序存儲
二叉樹的順序存儲是將二叉樹的所有結點,按照一定的次序,存儲到一片連續的存儲單元中
二叉樹的順序存儲必須將結點排成一個適當的線性序列,使得結點在這個序列中的相應位置能反映出結點之間的邏輯關系。這種結構特別適用於近似滿二叉樹。
在一棵具有n個結點的近似滿二叉樹中,當從樹根起,自上層到下層,逐層從左到右給所有結點編號時,就能得到一個足以反映整個二叉樹結構的線性序列。其中每個結點的編號就作為結點。
(2)什麼是二叉樹的順序存儲結構圖擴展閱讀:
二叉樹的性質:
1、二叉樹第i層上的結點數目最多為2{i-1}(i≥1)。
2、深度為k的二叉樹至多有2{k}-1個結點(k≥1)。
3、包含n個結點的二叉樹的高度至少為log2(n+1)。
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。
參考資料來源:網路-二叉樹
❸ 採用順序存儲方法和鏈式存儲方法分別畫出圖6.1所示二叉樹的存儲結構。【在線等】
線性是線性,順序是順序,線性是邏輯結構,順序是儲存結構,兩者不是一個概念。線性是指一個節點只有一個子節點,而樹,或二叉樹一個節點後有多個子節點,且子節點不能相互聯系。
順序存儲可能會浪費空間(在非完全二叉樹的時候),但是讀取某個指定的節點的時候效率比較高。
鏈式存儲相對二叉樹比較大的時候浪費空間較少,但是讀取某個指定節點的時候效率偏低。
二叉樹的順序存儲,尋找後代節點和祖先節點都非常方便,但對於普通的二叉樹,順序存儲浪費大量的存儲空間,同樣也不利於節點的插入和刪除。因此順序存儲一般用於存儲完全二叉樹。
鏈式存儲相對順序存儲節省存儲空間,插入刪除節點時只需修改指針,但回尋找指定節點時很不方便。不過普通答的二叉樹一般是用鏈式存儲結構。
(3)什麼是二叉樹的順序存儲結構圖擴展閱讀:
(1)完全二叉樹——若設二叉樹的高度為h,除第h層外,其它各層 (1~h-1) 的結點數都達到最大個數,第h層有葉子結點,並且葉子結點都是從左到右依次排布,這就是完全二叉樹。
(2)滿二叉樹——除了葉結點外每一個結點都有左右子葉且葉子結點都處在最底層的二叉樹。
(3)平衡二叉樹——平衡二叉樹又被稱為AVL樹(區別於AVL演算法),它是一棵二叉排序樹,且具有以下性質:是一棵空樹或它的左右兩個子樹的高度差的絕對值不超過1,並且左右兩個子樹都是一棵平衡二叉樹。
二叉樹是樹的一種特殊情形,是一種更簡單而且應用更加廣泛的樹。
❹ 二叉樹的順序存儲結構數據A B C D E
二叉樹結構鏈式圖:
A
/
\
B
C
/
\
D
E
前序遍歷:(根,左,右):
A
->
B -> D -> E -> C中序遍歷:(左,根,右):
D -> B -> E -> A -> C後序遍歷:(左,右,根):
D -> E -> B -> C -> A
前序
中序
後序
遍歷,主要是以根節點做為參考點,進行遍歷。(根,左,右)
遍歷順序中
『根』
在第一個,所以叫前序遍歷。(左,根,右) 遍歷順序中
『根』
在第二個,所以叫中序遍歷。(左,右,根) 遍歷順序中
『根』
在第三個,所以叫後序遍歷。
❺ 二叉樹是什麼
二叉樹 (binary tree) 是另一種樹型結構,它的特點是每個結點至多隻有二棵子 樹 (即二叉樹中不存在度大於 2的結點 ),並且,二叉樹的子樹有左右之分,其次序不能任意顛倒 . 二叉樹是一種數據結構 :
Binary_tree=(D,R)
其中: D是具有相同特性的數據元素的集合 ;若 D等於空 ,則 R等於空稱為空的二叉樹 ;若 D等於空則 R是 D上某個二元關系 H的集合,即 R={H},且
(1) D 中存在唯一的稱為根的元素 r,它的關系 H下無前驅 ;
(2) 若 D-{r}不等於空,則 D-{r}={Dl,Dr},且 Dl交 Dr等於空 ;
(3) 若 Dl不等於空 ,則在 Dl中存在唯一的元素 xl,〈 r,xl〉屬於 H,且存在 Dl上的關系 Hl屬於 H; 若 Dr不等於空 ,則在 Dr中存在唯一的元素 xr,〈 r,xr〉 >屬於 H, 且存 Dr上的關 系 Hr屬於 H; H={r,xl,< r,xr> ,Hl, Hr};
(4) (Dl, Hl) 是一棵合本定義的二叉樹,稱為根 r的左子樹 ,(Dr,Hr)是一棵符合定義的二叉樹,稱為根的右子樹。
其中,圖 6.2 是各種形態的二叉樹 .
(1) 為空二叉樹 (2)只有一個根結點的二叉樹 (3)右子樹為空的二叉樹 (4)左子樹為空的二叉樹 (5)完全二叉樹
二叉樹的基本操作:
(1)INITIATE(BT ) 初始化操作。置 BT為空樹。
(2)ROOT(BT)\ROOT(x) 求根函數。求二叉樹 BT的根結點或求結點 x所在二叉樹的根結點。
若 BT是空樹或 x不在任何二叉樹上,則函數值為 「空 」。
(3)PARENT(BT,x) 求雙親函數。求二叉樹 BT中結點 x的雙親結點。若結點 x是二叉樹 BT 的根結點
或二叉樹 BT中無 x結點,則函數值為 「空 」。
(4)LCHILD(BT,x) 和 RCHILD(BT,x) 求孩子結點函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左孩 子和右孩子結點。
若結點 x為葉子結點或不在二叉樹 BT中,則函數值為 「空 」。
(5)LSIBLING(BT,x) 和 RSIBING(BT,x) 求兄弟函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左兄弟和右兄弟結點。
若結點 x是根結點或不在 BT中或是其雙親的左 /右子樹根 ,則函樹值 為 「空 」。
(6)CRT_BT(x,LBT,RBT) 建樹操作。生成一棵以結點 x為根,二叉樹 LBT和 RBT分別為左, 右子樹的二叉樹。
(7)INS_LCHILD(BT,y,x) 和 INS_RCHILD(BT,x) 插入子樹操作。將以結點 x為根且右子樹為空的二叉樹
分別置為二叉樹 BT中結點 y的左子樹和右子樹。若結點 y有左子樹 /右子樹,則插入後是結點 x的右子樹。
(8)DEL_LCHILD(BT,x) 和 DEL-RCHILD(BT,x) 刪除子樹操作。分別刪除二叉樹 BT中以結點 x為根的左子樹或右子樹。
若 x無左子樹或右子樹,則空操作。
(9)TRAVERSE(BT) 遍歷操作。按某個次序依此訪問二叉樹中各個結點,並使每個結點只被訪問一次。
(10)CLEAR(BT) 清除結構操作。將二叉樹 BT置為空樹。
5.2.2 二叉樹的存儲結構
一 、順序存儲結構
連續的存儲單元存儲二叉樹的數據元素。例如圖 6.4(b)的完全二叉樹 , 可以向量 (一維數組 ) bt(1:6)作它的存儲結構,將二叉樹中編號為 i的結點的數據元素存放在分量 bt[i]中 ,如圖 6.6(a) 所示。但這種順序存儲結構僅適合於完全二叉樹 ,而一般二叉樹也按這種形式來存儲 ,這將造成存 貯浪費。如和圖 6.4(c)的二叉樹相應的存儲結構圖 6.6(b)所示,圖中以 「0」表示不存在此結點 .
二、 鏈式存儲結構
由二叉樹的定義得知二叉樹的結點由一個數據元素和分別指向左右子樹的兩個分支構成 ,則表 示二叉樹的鏈表中的結點至少包含三個域 :數據域和左右指針域 ,如圖 (b)所示。有時 ,為了便於找 到結點的雙親 ,則還可在結點結構中增加一個指向其雙親受的指針域,如圖 6.7(c)所示。
5.3 遍歷二叉樹
遍歷二叉樹 (traversing binary tree)的問題, 即如何按某條搜索路徑巡訪樹中每個結點,使得每個結點均被訪問一次,而且僅被訪問一次。 其中常見的有三種情況:分別稱之為先 (根 )序遍歷,中 (根 )序遍歷和後 (根 )序遍歷。
5.3.1 前序遍歷
前序遍歷運算:即先訪問根結點,再前序遍歷左子樹,最後再前序遍歷右子樹。前序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以根、左、右的順序進行訪問的。例如:
按前序遍歷此二叉樹的結果為: Hello!How are you?
proc preorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
print(bt^);
preorder(bt^.lchild);
preorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.2 中序遍歷
中序遍歷運算:即先中前序遍歷左子樹,然後再訪問根結點,最後再中序遍歷右子樹。中序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、根、右的順序進行訪問的。例如:
按中序遍歷此二叉樹的結果為: a*b-c
proc inorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
inorder(bt^.lchild);
print(bt^);
niorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.3 後序遍歷
後序遍歷運算:即先後序遍歷左子樹,然後再後序遍歷右子樹,最後訪問根結點。後序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、右、根的順序進行訪問的。例如:
按後序遍歷此二叉樹的結果為: Welecome to use it!
proc postorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
postorder(bt^.lchild);
postorder(bt^.rchild);]
print(bt^);
end;
五、例:
1.用順序存儲方式建立一棵有31個結點的滿二叉樹,並對其進行先序遍歷。
2.用鏈表存儲方式建立一棵如圖三、4所示的二叉樹,並對其進行先序遍歷。
3.給出一組數據:R={10.18,3,8,12,2,7,3},試編程序,先構造一棵二叉樹,然後以中序遍歷訪問所得到的二叉樹,並輸出遍歷結果。
4.給出八枚金幣a,b,c,d,e,f,g,h,編程以稱最少的次數,判定它們蹭是否有假幣,如果有,請找出這枚假幣,並判定這枚假幣是重了還是輕了。
中山紀念中學三鑫雙語學校信息學競賽組編寫 2004.7.15
❻ 順序存儲是二叉樹常用的存儲結構嗎
二叉樹的存儲結構
二叉樹是非線性結構,即每個數據結點至多隻有一個前驅,但可以有多個後繼。它可採用順序存儲結構和鏈式存儲結構。
1.順序存儲結構
二叉樹的順序存儲,就是用一組連續的存儲單元存放二叉樹中的結點。因此,必須把二叉樹的所有結點安排成為一個恰當的序列,結點在這個序列中的相互位置能反映出結點之間的邏輯關系,用編號的方法從樹根起,自上層至下層,每層自左至右地給所有結點編號,缺點是有可能對存儲空間造成極大的浪費,在最壞的情況下,一個深度為k且只有k個結點的右單支樹需要2k-1個結點存儲空間。依據二叉樹的性質,完全二叉樹和滿二叉樹採用順序存儲比較合適,樹中結點的序號可以唯一地反映出結點之間的邏輯關系,這樣既能夠最大可能地節省存儲空間,又可以利用數組元素的下標值確定結點在二叉樹中的位置,以及結點之間的關系。圖5-5(a)是一棵完全二叉樹,圖5-5(b)給出的圖5-5(a)所示的完全二叉樹的順序存儲結構。
(a) 一棵完全二叉樹 (b) 順序存儲結構
圖5-5 完全二叉樹的順序存儲示意圖
對於一般的二叉樹,如果仍按從上至下和從左到右的順序將樹中的結點順序存儲在一維數組中,則數組元素下標之間的關系不能夠反映二叉樹中結點之間的邏輯關系,只有增添一些並不存在的空結點,使之成為一棵完全二叉樹的形式,然後再用一維數組順序存儲。如圖5-6給出了一棵一般二叉樹改造後的完全二叉樹形態和其順序存儲狀態示意圖。顯然,這種存儲對於需增加許多空結點才能將一棵二叉樹改造成為一棵完全二叉樹的存儲時,會造成空間的大量浪費,不宜用順序存儲結構。最壞的情況是右單支樹,如圖5-7 所示,一棵深度為k的右單支樹,只有k個結點,卻需分配2k-1個存儲單元。
(a) 一棵二叉樹 (b) 改造後的完全二叉樹
(c) 改造後完全二叉樹順序存儲狀態
圖5-6 一般二叉樹及其順序存儲示意圖
(a) 一棵右單支二叉樹 (b) 改造後的右單支樹對應的完全二叉樹
(c) 單支樹改造後完全二叉樹的順序存儲狀態
圖5-7 右單支二叉樹及其順序存儲示意圖
結構5-1二叉樹的順序存儲
#define Maxsize 100 //假設一維數組最多存放100個元素
typedef char Datatype; //假設二叉樹元素的數據類型為字元
typedef struct
{ Datatype bt[Maxsize];
int btnum;
}Btseq;
2.鏈式存儲結構
二叉樹的鏈式存儲結構是指,用鏈表來表示一棵二叉樹,即用鏈來指示元素的邏輯關系。
通常的方法是鏈表中每個結點由三個域組成,數據域和左右指針域,左右指針分別用來給出該結點左孩子和右孩子所在的鏈結點的存儲地址。其結點結構為:
其中,data域存放某結點的數據信息;lchild與rchild分別存放指向左孩子和右孩子的指針,當左孩子或右孩子不存在時,相應指針域值為空(用符號∧或NULL表示)。利用這樣的結點結構表示的二叉樹的鏈式存儲結構被稱為二叉鏈表,如圖5-8所示。
(a) 一棵二叉樹 (b) 二叉鏈表存儲結構
圖5-8 二叉樹的二叉鏈表表示示意圖
為了方便訪問某結點的雙親,還可以給鏈表結點增加一個雙親欄位parent,用來指向其雙親結點。每個結點由四個域組成,其結點結構為:
這種存儲結構既便於查找孩子結點,又便於查找雙親結點;但是,相對於二叉鏈表存儲結構而言,它增加了空間開銷。利用這樣的結點結構表示的二叉樹的鏈式存儲結構被稱為三叉鏈表。
圖5-9給出了圖5-8 (a)所示的一棵二叉樹的三叉鏈表表示。
圖5-9二叉樹的三叉鏈表表示示意圖
盡管在二叉鏈表中無法由結點直接找到其雙親,但由於二叉鏈表結構靈活,操作方便,對於一般情況的二叉樹,甚至比順序存儲結構還節省空間。因此,二叉鏈表是最常用的二叉樹存儲方式。
結構5-2二叉樹的鏈式存儲
#define datatype char //定義二叉樹元素的數據類型為字元
typedef struct node //定義結點由數據域,左右指針組成
{ Datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}Bitree;
❼ 二叉樹是什麼
二叉樹 (binary tree) 是另一種樹型結構,它的特點是每個結點至多隻有二棵子 樹 (即二叉樹中不存在度大於 2的結點 ),並且,二叉樹的子樹有左右之分,其次序不能任意顛倒 . 二叉樹是一種數據結構 :
Binary_tree=(D,R)
其中: D是具有相同特性的數據元素的集合 ;若 D等於空 ,則 R等於空稱為空的二叉樹 ;若 D等於空則 R是 D上某個二元關系 H的集合,即 R={H},且
(1) D 中存在唯一的稱為根的元素 r,它的關系 H下無前驅 ;
(2) 若 D-{r}不等於空,則 D-{r}={Dl,Dr},且 Dl交 Dr等於空 ;
(3) 若 Dl不等於空 ,則在 Dl中存在唯一的元素 xl,〈 r,xl〉屬於 H,且存在 Dl上的關系 Hl屬於 H; 若 Dr不等於空 ,則在 Dr中存在唯一的元素 xr,〈 r,xr〉 >屬於 H, 且存 Dr上的關 系 Hr屬於 H; H={r,xl,< r,xr> ,Hl, Hr};
(4) (Dl, Hl) 是一棵合本定義的二叉樹,稱為根 r的左子樹 ,(Dr,Hr)是一棵符合定義的二叉樹,稱為根的右子樹。
其中,圖 6.2 是各種形態的二叉樹 .
(1) 為空二叉樹 (2)只有一個根結點的二叉樹 (3)右子樹為空的二叉樹 (4)左子樹為空的二叉樹 (5)完全二叉樹
二叉樹的基本操作:
(1)INITIATE(BT ) 初始化操作。置 BT為空樹。
(2)ROOT(BT)\ROOT(x) 求根函數。求二叉樹 BT的根結點或求結點 x所在二叉樹的根結點。
若 BT是空樹或 x不在任何二叉樹上,則函數值為 「空 」。
(3)PARENT(BT,x) 求雙親函數。求二叉樹 BT中結點 x的雙親結點。若結點 x是二叉樹 BT 的根結點
或二叉樹 BT中無 x結點,則函數值為 「空 」。
(4)LCHILD(BT,x) 和 RCHILD(BT,x) 求孩子結點函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左孩 子和右孩子結點。
若結點 x為葉子結點或不在二叉樹 BT中,則函數值為 「空 」。
(5)LSIBLING(BT,x) 和 RSIBING(BT,x) 求兄弟函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左兄弟和右兄弟結點。
若結點 x是根結點或不在 BT中或是其雙親的左 /右子樹根 ,則函樹值 為 「空 」。
(6)CRT_BT(x,LBT,RBT) 建樹操作。生成一棵以結點 x為根,二叉樹 LBT和 RBT分別為左, 右子樹的二叉樹。
(7)INS_LCHILD(BT,y,x) 和 INS_RCHILD(BT,x) 插入子樹操作。將以結點 x為根且右子樹為空的二叉樹
分別置為二叉樹 BT中結點 y的左子樹和右子樹。若結點 y有左子樹 /右子樹,則插入後是結點 x的右子樹。
(8)DEL_LCHILD(BT,x) 和 DEL-RCHILD(BT,x) 刪除子樹操作。分別刪除二叉樹 BT中以結點 x為根的左子樹或右子樹。
若 x無左子樹或右子樹,則空操作。
(9)TRAVERSE(BT) 遍歷操作。按某個次序依此訪問二叉樹中各個結點,並使每個結點只被訪問一次。
(10)CLEAR(BT) 清除結構操作。將二叉樹 BT置為空樹。
5.2.2 二叉樹的存儲結構
一 、順序存儲結構
連續的存儲單元存儲二叉樹的數據元素。例如圖 6.4(b)的完全二叉樹 , 可以向量 (一維數組 ) bt(1:6)作它的存儲結構,將二叉樹中編號為 i的結點的數據元素存放在分量 bt[i]中 ,如圖 6.6(a) 所示。但這種順序存儲結構僅適合於完全二叉樹 ,而一般二叉樹也按這種形式來存儲 ,這將造成存 貯浪費。如和圖 6.4(c)的二叉樹相應的存儲結構圖 6.6(b)所示,圖中以 「0」表示不存在此結點 .
二、 鏈式存儲結構
由二叉樹的定義得知二叉樹的結點由一個數據元素和分別指向左右子樹的兩個分支構成 ,則表 示二叉樹的鏈表中的結點至少包含三個域 :數據域和左右指針域 ,如圖 (b)所示。有時 ,為了便於找 到結點的雙親 ,則還可在結點結構中增加一個指向其雙親受的指針域,如圖 6.7(c)所示。
5.3 遍歷二叉樹
遍歷二叉樹 (traversing binary tree)的問題, 即如何按某條搜索路徑巡訪樹中每個結點,使得每個結點均被訪問一次,而且僅被訪問一次。 其中常見的有三種情況:分別稱之為先 (根 )序遍歷,中 (根 )序遍歷和後 (根 )序遍歷。
5.3.1 前序遍歷
前序遍歷運算:即先訪問根結點,再前序遍歷左子樹,最後再前序遍歷右子樹。前序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以根、左、右的順序進行訪問的。例如:
按前序遍歷此二叉樹的結果為: Hello!How are you?
proc preorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
print(bt^);
preorder(bt^.lchild);
preorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.2 中序遍歷
中序遍歷運算:即先中前序遍歷左子樹,然後再訪問根結點,最後再中序遍歷右子樹。中序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、根、右的順序進行訪問的。例如:
按中序遍歷此二叉樹的結果為: a*b-c
proc inorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
inorder(bt^.lchild);
print(bt^);
niorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.3 後序遍歷
後序遍歷運算:即先後序遍歷左子樹,然後再後序遍歷右子樹,最後訪問根結點。後序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、右、根的順序進行訪問的。例如:
按後序遍歷此二叉樹的結果為: Welecome to use it!
proc postorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
postorder(bt^.lchild);
postorder(bt^.rchild);]
print(bt^);
end;
五、例:
1.用順序存儲方式建立一棵有31個結點的滿二叉樹,並對其進行先序遍歷。
2.用鏈表存儲方式建立一棵如圖三、4所示的二叉樹,並對其進行先序遍歷。
3.給出一組數據:R={10.18,3,8,12,2,7,3},試編程序,先構造一棵二叉樹,然後以中序遍歷訪問所得到的二叉樹,並輸出遍歷結果。
4.給出八枚金幣a,b,c,d,e,f,g,h,編程以稱最少的次數,判定它們蹭是否有假幣,如果有,請找出這枚假幣,並判定這枚假幣是重了還是輕了。
中山紀念中學三鑫雙語學校信息學競賽組編寫 2004.7.15