二叉树基础

2021/4/13 18:27:43

本文主要是介绍二叉树基础,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

二叉树

  • 1.概念
    • 1.1 节点
    • 1.2 树
    • 1.3 节点的度
    • 1.4 节点关系
    • 1.5 节点层次
    • 1.6 树的深度
  • 2. 二叉树
    • 2.1 定义
    • 2.2 存储结构
    • 2.2.1 顺序存储
      • 2.2.2 二叉链表
    • 2.3 二叉树遍历
      • 2.3.1前序遍历
      • 2.3.2 中序遍历
      • 2.3.3 后序遍历
      • 2.3.4 层次遍历
  • 3. 二叉排列树

1.概念

1.1 节点

基本单位

1.2 树

树(Tree)是n(n>=0)个结点的有限集。n=0时称为空树。在任意一颗非空树中:
1)有且仅有一个特定的称为根(Root)的结点;
2)当n>1时,其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集T1、T2、…、Tn,其中每一个集合本身又是一棵树,并且称为根的子树。

此外,树的定义还需要强调以下两点:
1)n>0时根结点是唯一的,不可能存在多个根结点,数据结构中的树只能有一个根结点。
2)m>0时,子树的个数没有限制,但它们一定是互不相交的。

1.3 节点的度

节点拥有子节点的数目

1.4 节点关系

子节点称为Child 父节点称为Parent

1.5 节点层次

根节点为第一层
子节点为根节点的i+1层

1.6 树的深度

树中节点的最大层次/或称高度

2. 二叉树

2.1 定义

二叉树是n(n>=0)个结点的有限集合,该集合或者为空集(称为空二叉树),或者由一个根结点和两棵互不相交的、分别称为根结点的左子树和右子树组成。
在这里插入图片描述

2.2 存储结构

2.2.1 顺序存储

类比二进制
父节点*2: +0 :左节点
+1 :右节点
在这里插入图片描述
可存储为
在这里插入图片描述
缺点:对于节点少而深度大的树,存储结构存在空间浪费

2.2.2 二叉链表

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.3 二叉树遍历

2.3.1前序遍历

“首次输出”
“优先左行”
“先低再高”
“先管自己”
遇到就输出, 不考虑后续是否有子节点

从根结点出发,则第一次到达结点A,故输出A; 继续向左访问,第一次访问结点B,故输出B; 按照同样规则,输出D,输出H;
当到达叶子结点H,返回到D,此时已经是第二次到达D,故不在输出D,进而向D右子树访问,D右子树不为空,则访问至I,第一次到达I,则输出I;
I为叶子结点,则返回到D,D左右子树已经访问完毕,则返回到B,进而到B右子树,第一次到达E,故输出E; 向E左子树,故输出J;
按照同样的访问规则,继续输出C、F、G;

2.3.2 中序遍历

“再次输出”
“优先左行”
“先低再高”
“子优先”
一个节点的子节点输出后再输出 (照顾大哥)

从根结点出发,则第一次到达结点A,不输出A,继续向左访问,第一次访问结点B,不输出B;继续到达D,H;
到达H,H左子树为空,则返回到H,此时第二次访问H,故输出H; H右子树为空,则返回至D,此时第二次到达D,故输出D;
由D返回至B,第二次到达B,故输出B; 按照同样规则继续访问,输出J、E、A、F、C、G;

2.3.3 后序遍历

“三次输出”
“优先左行”
“先低再高”
“子女优先”
一个节点的两个子节点输出后再输出 (两个全管)

从根结点出发,则第一次到达结点A,不输出A,继续向左访问,第一次访问结点B,不输出B;继续到达D,H;
到达H,H左子树为空,则返回到H,此时第二次访问H,不输出H; H右子树为空,则返回至H,此时第三次到达H,故输出H;
由H返回至D,第二次到达D,不输出D; 继续访问至I,I左右子树均为空,故第三次访问I时,输出I; 返回至D,此时第三次到达D,故输出D;
按照同样规则继续访问,输出J、E、B、F、G、C,A;

2.3.4 层次遍历

按照树的层次自上而下的遍历二叉树

    def preorder(self, node):
        if node.data is not None:
            return
        print(node.data, end=',')
        self.preorder(node.left)
        self.preorder(node.right)

    # 中序遍历
    def inorder(self, node):

        if node.data is not None:
            return
        self.preorder(node.left)
        print(node.data)
        self.preorder(node.right)

    # 后序遍历
    def postorder(self, node):

        if node.data is not None:
            return
        self.preorder(node.left)
        self.preorder(node.right)
        print(node.data)

    # 层序遍历
    def levelorder(self):
        if not self.root:
            return
        queue = [self.root]
        while len(queue):
            cur_node = queue.pop(0)
            print(cur_node)
            if cur_node.left:
                queue.append(cur_node.left)
            if cur_node.right:
                queue.append(cur_node.right)

3. 二叉排列树



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