❶ 二叉树相关定义以及如何进行顺序存储
二叉树(Binary tree)是树形结构的一个重要类型。许多实际问题抽象出来的数据结构往往是二叉树形式,即使是一般的树也能简单地转换为二叉树,而且二叉树的存储结构及其算法都较为简单,因此二叉树显得特别重要。二叉树特点是每个结点最多只能有两棵子树,且有左右之分。
二叉树是n个有限元素的集合,该集合或者为空、或者由一个称为根(root)的元素及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成,是有序树。当集合为空时,称该二叉树为空二叉树。在二叉树中,一个元素也称作一个结点 。(来自网络)
二叉树的遍历指的是从根节点出发,按照某种次序依次访问二叉树中所有的结点,使得每个结点被访问一次且仅仅访问一次。
总结:前序遍历,中序遍历,后序遍历可以按照父节点父节点遍历的顺序来划分,前序就是 父节点->左子树->右子树,中序是 左子树->父节点->右子树,后序是 左子树 -> 右子树 ->父节点。
❷ 什么是二叉树的顺序存储
二叉树的顺序存储是将二叉树的所有结点,按照一定的次序,存储到一片连续的存储单元中
二叉树的顺序存储必须将结点排成一个适当的线性序列,使得结点在这个序列中的相应位置能反映出结点之间的逻辑关系。这种结构特别适用于近似满二叉树。
在一棵具有n个结点的近似满二叉树中,当从树根起,自上层到下层,逐层从左到右给所有结点编号时,就能得到一个足以反映整个二叉树结构的线性序列。其中每个结点的编号就作为结点。
(2)什么是二叉树的顺序存储结构图扩展阅读:
二叉树的性质:
1、二叉树第i层上的结点数目最多为2{i-1}(i≥1)。
2、深度为k的二叉树至多有2{k}-1个结点(k≥1)。
3、包含n个结点的二叉树的高度至少为log2(n+1)。
4、在任意一棵二叉树中,若终端结点的个数为n0,度为2的结点数为n2,则n0=n2+1。
参考资料来源:网络-二叉树
❸ 采用顺序存储方法和链式存储方法分别画出图6.1所示二叉树的存储结构。【在线等】
线性是线性,顺序是顺序,线性是逻辑结构,顺序是储存结构,两者不是一个概念。线性是指一个节点只有一个子节点,而树,或二叉树一个节点后有多个子节点,且子节点不能相互联系。
顺序存储可能会浪费空间(在非完全二叉树的时候),但是读取某个指定的节点的时候效率比较高。
链式存储相对二叉树比较大的时候浪费空间较少,但是读取某个指定节点的时候效率偏低。
二叉树的顺序存储,寻找后代节点和祖先节点都非常方便,但对于普通的二叉树,顺序存储浪费大量的存储空间,同样也不利于节点的插入和删除。因此顺序存储一般用于存储完全二叉树。
链式存储相对顺序存储节省存储空间,插入删除节点时只需修改指针,但回寻找指定节点时很不方便。不过普通答的二叉树一般是用链式存储结构。
(3)什么是二叉树的顺序存储结构图扩展阅读:
(1)完全二叉树——若设二叉树的高度为h,除第h层外,其它各层 (1~h-1) 的结点数都达到最大个数,第h层有叶子结点,并且叶子结点都是从左到右依次排布,这就是完全二叉树。
(2)满二叉树——除了叶结点外每一个结点都有左右子叶且叶子结点都处在最底层的二叉树。
(3)平衡二叉树——平衡二叉树又被称为AVL树(区别于AVL算法),它是一棵二叉排序树,且具有以下性质:是一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。
二叉树是树的一种特殊情形,是一种更简单而且应用更加广泛的树。
❹ 二叉树的顺序存储结构数据A B C D E
二叉树结构链式图:
A
/
\
B
C
/
\
D
E
前序遍历:(根,左,右):
A
->
B -> D -> E -> C中序遍历:(左,根,右):
D -> B -> E -> A -> C后序遍历:(左,右,根):
D -> E -> B -> C -> A
前序
中序
后序
遍历,主要是以根节点做为参考点,进行遍历。(根,左,右)
遍历顺序中
‘根’
在第一个,所以叫前序遍历。(左,根,右) 遍历顺序中
‘根’
在第二个,所以叫中序遍历。(左,右,根) 遍历顺序中
‘根’
在第三个,所以叫后序遍历。
❺ 二叉树是什么
二叉树 (binary tree) 是另一种树型结构,它的特点是每个结点至多只有二棵子 树 (即二叉树中不存在度大于 2的结点 ),并且,二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒 . 二叉树是一种数据结构 :
Binary_tree=(D,R)
其中: D是具有相同特性的数据元素的集合 ;若 D等于空 ,则 R等于空称为空的二叉树 ;若 D等于空则 R是 D上某个二元关系 H的集合,即 R={H},且
(1) D 中存在唯一的称为根的元素 r,它的关系 H下无前驱 ;
(2) 若 D-{r}不等于空,则 D-{r}={Dl,Dr},且 Dl交 Dr等于空 ;
(3) 若 Dl不等于空 ,则在 Dl中存在唯一的元素 xl,〈 r,xl〉属于 H,且存在 Dl上的关系 Hl属于 H; 若 Dr不等于空 ,则在 Dr中存在唯一的元素 xr,〈 r,xr〉 >属于 H, 且存 Dr上的关 系 Hr属于 H; H={r,xl,< r,xr> ,Hl, Hr};
(4) (Dl, Hl) 是一棵合本定义的二叉树,称为根 r的左子树 ,(Dr,Hr)是一棵符合定义的二叉树,称为根的右子树。
其中,图 6.2 是各种形态的二叉树 .
(1) 为空二叉树 (2)只有一个根结点的二叉树 (3)右子树为空的二叉树 (4)左子树为空的二叉树 (5)完全二叉树
二叉树的基本操作:
(1)INITIATE(BT ) 初始化操作。置 BT为空树。
(2)ROOT(BT)\ROOT(x) 求根函数。求二叉树 BT的根结点或求结点 x所在二叉树的根结点。
若 BT是空树或 x不在任何二叉树上,则函数值为 “空 ”。
(3)PARENT(BT,x) 求双亲函数。求二叉树 BT中结点 x的双亲结点。若结点 x是二叉树 BT 的根结点
或二叉树 BT中无 x结点,则函数值为 “空 ”。
(4)LCHILD(BT,x) 和 RCHILD(BT,x) 求孩子结点函数。分别求二叉树 BT中结点 x的左孩 子和右孩子结点。
若结点 x为叶子结点或不在二叉树 BT中,则函数值为 “空 ”。
(5)LSIBLING(BT,x) 和 RSIBING(BT,x) 求兄弟函数。分别求二叉树 BT中结点 x的左兄弟和右兄弟结点。
若结点 x是根结点或不在 BT中或是其双亲的左 /右子树根 ,则函树值 为 “空 ”。
(6)CRT_BT(x,LBT,RBT) 建树操作。生成一棵以结点 x为根,二叉树 LBT和 RBT分别为左, 右子树的二叉树。
(7)INS_LCHILD(BT,y,x) 和 INS_RCHILD(BT,x) 插入子树操作。将以结点 x为根且右子树为空的二叉树
分别置为二叉树 BT中结点 y的左子树和右子树。若结点 y有左子树 /右子树,则插入后是结点 x的右子树。
(8)DEL_LCHILD(BT,x) 和 DEL-RCHILD(BT,x) 删除子树操作。分别删除二叉树 BT中以结点 x为根的左子树或右子树。
若 x无左子树或右子树,则空操作。
(9)TRAVERSE(BT) 遍历操作。按某个次序依此访问二叉树中各个结点,并使每个结点只被访问一次。
(10)CLEAR(BT) 清除结构操作。将二叉树 BT置为空树。
5.2.2 二叉树的存储结构
一 、顺序存储结构
连续的存储单元存储二叉树的数据元素。例如图 6.4(b)的完全二叉树 , 可以向量 (一维数组 ) bt(1:6)作它的存储结构,将二叉树中编号为 i的结点的数据元素存放在分量 bt[i]中 ,如图 6.6(a) 所示。但这种顺序存储结构仅适合于完全二叉树 ,而一般二叉树也按这种形式来存储 ,这将造成存 贮浪费。如和图 6.4(c)的二叉树相应的存储结构图 6.6(b)所示,图中以 “0”表示不存在此结点 .
二、 链式存储结构
由二叉树的定义得知二叉树的结点由一个数据元素和分别指向左右子树的两个分支构成 ,则表 示二叉树的链表中的结点至少包含三个域 :数据域和左右指针域 ,如图 (b)所示。有时 ,为了便于找 到结点的双亲 ,则还可在结点结构中增加一个指向其双亲受的指针域,如图 6.7(c)所示。
5.3 遍历二叉树
遍历二叉树 (traversing binary tree)的问题, 即如何按某条搜索路径巡访树中每个结点,使得每个结点均被访问一次,而且仅被访问一次。 其中常见的有三种情况:分别称之为先 (根 )序遍历,中 (根 )序遍历和后 (根 )序遍历。
5.3.1 前序遍历
前序遍历运算:即先访问根结点,再前序遍历左子树,最后再前序遍历右子树。前序遍历运算访问二叉树各结点是以根、左、右的顺序进行访问的。例如:
按前序遍历此二叉树的结果为: Hello!How are you?
proc preorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
print(bt^);
preorder(bt^.lchild);
preorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.2 中序遍历
中序遍历运算:即先中前序遍历左子树,然后再访问根结点,最后再中序遍历右子树。中序遍历运算访问二叉树各结点是以左、根、右的顺序进行访问的。例如:
按中序遍历此二叉树的结果为: a*b-c
proc inorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
inorder(bt^.lchild);
print(bt^);
niorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.3 后序遍历
后序遍历运算:即先后序遍历左子树,然后再后序遍历右子树,最后访问根结点。后序遍历运算访问二叉树各结点是以左、右、根的顺序进行访问的。例如:
按后序遍历此二叉树的结果为: Welecome to use it!
proc postorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
postorder(bt^.lchild);
postorder(bt^.rchild);]
print(bt^);
end;
五、例:
1.用顺序存储方式建立一棵有31个结点的满二叉树,并对其进行先序遍历。
2.用链表存储方式建立一棵如图三、4所示的二叉树,并对其进行先序遍历。
3.给出一组数据:R={10.18,3,8,12,2,7,3},试编程序,先构造一棵二叉树,然后以中序遍历访问所得到的二叉树,并输出遍历结果。
4.给出八枚金币a,b,c,d,e,f,g,h,编程以称最少的次数,判定它们蹭是否有假币,如果有,请找出这枚假币,并判定这枚假币是重了还是轻了。
中山纪念中学三鑫双语学校信息学竞赛组编写 2004.7.15
❻ 顺序存储是二叉树常用的存储结构吗
二叉树的存储结构
二叉树是非线性结构,即每个数据结点至多只有一个前驱,但可以有多个后继。它可采用顺序存储结构和链式存储结构。
1.顺序存储结构
二叉树的顺序存储,就是用一组连续的存储单元存放二叉树中的结点。因此,必须把二叉树的所有结点安排成为一个恰当的序列,结点在这个序列中的相互位置能反映出结点之间的逻辑关系,用编号的方法从树根起,自上层至下层,每层自左至右地给所有结点编号,缺点是有可能对存储空间造成极大的浪费,在最坏的情况下,一个深度为k且只有k个结点的右单支树需要2k-1个结点存储空间。依据二叉树的性质,完全二叉树和满二叉树采用顺序存储比较合适,树中结点的序号可以唯一地反映出结点之间的逻辑关系,这样既能够最大可能地节省存储空间,又可以利用数组元素的下标值确定结点在二叉树中的位置,以及结点之间的关系。图5-5(a)是一棵完全二叉树,图5-5(b)给出的图5-5(a)所示的完全二叉树的顺序存储结构。
(a) 一棵完全二叉树 (b) 顺序存储结构
图5-5 完全二叉树的顺序存储示意图
对于一般的二叉树,如果仍按从上至下和从左到右的顺序将树中的结点顺序存储在一维数组中,则数组元素下标之间的关系不能够反映二叉树中结点之间的逻辑关系,只有增添一些并不存在的空结点,使之成为一棵完全二叉树的形式,然后再用一维数组顺序存储。如图5-6给出了一棵一般二叉树改造后的完全二叉树形态和其顺序存储状态示意图。显然,这种存储对于需增加许多空结点才能将一棵二叉树改造成为一棵完全二叉树的存储时,会造成空间的大量浪费,不宜用顺序存储结构。最坏的情况是右单支树,如图5-7 所示,一棵深度为k的右单支树,只有k个结点,却需分配2k-1个存储单元。
(a) 一棵二叉树 (b) 改造后的完全二叉树
(c) 改造后完全二叉树顺序存储状态
图5-6 一般二叉树及其顺序存储示意图
(a) 一棵右单支二叉树 (b) 改造后的右单支树对应的完全二叉树
(c) 单支树改造后完全二叉树的顺序存储状态
图5-7 右单支二叉树及其顺序存储示意图
结构5-1二叉树的顺序存储
#define Maxsize 100 //假设一维数组最多存放100个元素
typedef char Datatype; //假设二叉树元素的数据类型为字符
typedef struct
{ Datatype bt[Maxsize];
int btnum;
}Btseq;
2.链式存储结构
二叉树的链式存储结构是指,用链表来表示一棵二叉树,即用链来指示元素的逻辑关系。
通常的方法是链表中每个结点由三个域组成,数据域和左右指针域,左右指针分别用来给出该结点左孩子和右孩子所在的链结点的存储地址。其结点结构为:
其中,data域存放某结点的数据信息;lchild与rchild分别存放指向左孩子和右孩子的指针,当左孩子或右孩子不存在时,相应指针域值为空(用符号∧或NULL表示)。利用这样的结点结构表示的二叉树的链式存储结构被称为二叉链表,如图5-8所示。
(a) 一棵二叉树 (b) 二叉链表存储结构
图5-8 二叉树的二叉链表表示示意图
为了方便访问某结点的双亲,还可以给链表结点增加一个双亲字段parent,用来指向其双亲结点。每个结点由四个域组成,其结点结构为:
这种存储结构既便于查找孩子结点,又便于查找双亲结点;但是,相对于二叉链表存储结构而言,它增加了空间开销。利用这样的结点结构表示的二叉树的链式存储结构被称为三叉链表。
图5-9给出了图5-8 (a)所示的一棵二叉树的三叉链表表示。
图5-9二叉树的三叉链表表示示意图
尽管在二叉链表中无法由结点直接找到其双亲,但由于二叉链表结构灵活,操作方便,对于一般情况的二叉树,甚至比顺序存储结构还节省空间。因此,二叉链表是最常用的二叉树存储方式。
结构5-2二叉树的链式存储
#define datatype char //定义二叉树元素的数据类型为字符
typedef struct node //定义结点由数据域,左右指针组成
{ Datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}Bitree;
❼ 二叉树是什么
二叉树 (binary tree) 是另一种树型结构,它的特点是每个结点至多只有二棵子 树 (即二叉树中不存在度大于 2的结点 ),并且,二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒 . 二叉树是一种数据结构 :
Binary_tree=(D,R)
其中: D是具有相同特性的数据元素的集合 ;若 D等于空 ,则 R等于空称为空的二叉树 ;若 D等于空则 R是 D上某个二元关系 H的集合,即 R={H},且
(1) D 中存在唯一的称为根的元素 r,它的关系 H下无前驱 ;
(2) 若 D-{r}不等于空,则 D-{r}={Dl,Dr},且 Dl交 Dr等于空 ;
(3) 若 Dl不等于空 ,则在 Dl中存在唯一的元素 xl,〈 r,xl〉属于 H,且存在 Dl上的关系 Hl属于 H; 若 Dr不等于空 ,则在 Dr中存在唯一的元素 xr,〈 r,xr〉 >属于 H, 且存 Dr上的关 系 Hr属于 H; H={r,xl,< r,xr> ,Hl, Hr};
(4) (Dl, Hl) 是一棵合本定义的二叉树,称为根 r的左子树 ,(Dr,Hr)是一棵符合定义的二叉树,称为根的右子树。
其中,图 6.2 是各种形态的二叉树 .
(1) 为空二叉树 (2)只有一个根结点的二叉树 (3)右子树为空的二叉树 (4)左子树为空的二叉树 (5)完全二叉树
二叉树的基本操作:
(1)INITIATE(BT ) 初始化操作。置 BT为空树。
(2)ROOT(BT)\ROOT(x) 求根函数。求二叉树 BT的根结点或求结点 x所在二叉树的根结点。
若 BT是空树或 x不在任何二叉树上,则函数值为 “空 ”。
(3)PARENT(BT,x) 求双亲函数。求二叉树 BT中结点 x的双亲结点。若结点 x是二叉树 BT 的根结点
或二叉树 BT中无 x结点,则函数值为 “空 ”。
(4)LCHILD(BT,x) 和 RCHILD(BT,x) 求孩子结点函数。分别求二叉树 BT中结点 x的左孩 子和右孩子结点。
若结点 x为叶子结点或不在二叉树 BT中,则函数值为 “空 ”。
(5)LSIBLING(BT,x) 和 RSIBING(BT,x) 求兄弟函数。分别求二叉树 BT中结点 x的左兄弟和右兄弟结点。
若结点 x是根结点或不在 BT中或是其双亲的左 /右子树根 ,则函树值 为 “空 ”。
(6)CRT_BT(x,LBT,RBT) 建树操作。生成一棵以结点 x为根,二叉树 LBT和 RBT分别为左, 右子树的二叉树。
(7)INS_LCHILD(BT,y,x) 和 INS_RCHILD(BT,x) 插入子树操作。将以结点 x为根且右子树为空的二叉树
分别置为二叉树 BT中结点 y的左子树和右子树。若结点 y有左子树 /右子树,则插入后是结点 x的右子树。
(8)DEL_LCHILD(BT,x) 和 DEL-RCHILD(BT,x) 删除子树操作。分别删除二叉树 BT中以结点 x为根的左子树或右子树。
若 x无左子树或右子树,则空操作。
(9)TRAVERSE(BT) 遍历操作。按某个次序依此访问二叉树中各个结点,并使每个结点只被访问一次。
(10)CLEAR(BT) 清除结构操作。将二叉树 BT置为空树。
5.2.2 二叉树的存储结构
一 、顺序存储结构
连续的存储单元存储二叉树的数据元素。例如图 6.4(b)的完全二叉树 , 可以向量 (一维数组 ) bt(1:6)作它的存储结构,将二叉树中编号为 i的结点的数据元素存放在分量 bt[i]中 ,如图 6.6(a) 所示。但这种顺序存储结构仅适合于完全二叉树 ,而一般二叉树也按这种形式来存储 ,这将造成存 贮浪费。如和图 6.4(c)的二叉树相应的存储结构图 6.6(b)所示,图中以 “0”表示不存在此结点 .
二、 链式存储结构
由二叉树的定义得知二叉树的结点由一个数据元素和分别指向左右子树的两个分支构成 ,则表 示二叉树的链表中的结点至少包含三个域 :数据域和左右指针域 ,如图 (b)所示。有时 ,为了便于找 到结点的双亲 ,则还可在结点结构中增加一个指向其双亲受的指针域,如图 6.7(c)所示。
5.3 遍历二叉树
遍历二叉树 (traversing binary tree)的问题, 即如何按某条搜索路径巡访树中每个结点,使得每个结点均被访问一次,而且仅被访问一次。 其中常见的有三种情况:分别称之为先 (根 )序遍历,中 (根 )序遍历和后 (根 )序遍历。
5.3.1 前序遍历
前序遍历运算:即先访问根结点,再前序遍历左子树,最后再前序遍历右子树。前序遍历运算访问二叉树各结点是以根、左、右的顺序进行访问的。例如:
按前序遍历此二叉树的结果为: Hello!How are you?
proc preorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
print(bt^);
preorder(bt^.lchild);
preorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.2 中序遍历
中序遍历运算:即先中前序遍历左子树,然后再访问根结点,最后再中序遍历右子树。中序遍历运算访问二叉树各结点是以左、根、右的顺序进行访问的。例如:
按中序遍历此二叉树的结果为: a*b-c
proc inorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
inorder(bt^.lchild);
print(bt^);
niorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.3 后序遍历
后序遍历运算:即先后序遍历左子树,然后再后序遍历右子树,最后访问根结点。后序遍历运算访问二叉树各结点是以左、右、根的顺序进行访问的。例如:
按后序遍历此二叉树的结果为: Welecome to use it!
proc postorder(bt:bitreprtr)
if (bt<>null)[
postorder(bt^.lchild);
postorder(bt^.rchild);]
print(bt^);
end;
五、例:
1.用顺序存储方式建立一棵有31个结点的满二叉树,并对其进行先序遍历。
2.用链表存储方式建立一棵如图三、4所示的二叉树,并对其进行先序遍历。
3.给出一组数据:R={10.18,3,8,12,2,7,3},试编程序,先构造一棵二叉树,然后以中序遍历访问所得到的二叉树,并输出遍历结果。
4.给出八枚金币a,b,c,d,e,f,g,h,编程以称最少的次数,判定它们蹭是否有假币,如果有,请找出这枚假币,并判定这枚假币是重了还是轻了。
中山纪念中学三鑫双语学校信息学竞赛组编写 2004.7.15