数据结构第6章(1)
计算机导论-第6章 数据结构
单击此处添课程名 ⑵线性结构。该结构的数据元素之间存在着一对一的关系。
⑶树型结构。该结构的数据元素之间存在着一对多的关系。
⑷图型结构。该结构的数据元素之间存在着多对多的关系， 图形结构也称作网状结构。
具有特殊的意义，称为栈顶。相应地，表尾 称为栈底。不含任何元素的栈称为空栈。
2. 栈的数学性质
假设一个栈S中的元素为an,an-1,..,a1，则 称a1为栈底元素，an为栈顶元 素。栈中的
元 时素 候按 ，单出a ,a栈击2,的..此,元an素-处1,都an添是的栈次课顶序程元进素栈名。。换在句任话何
第六章 数单据击结此构处添课程名
第6章 数据结构
• 数据结构是计算机软件和计算机应用专业的 核心课程之一，对于学习计算机专业的其他 课程，如操作系统、编译原理、数据库管理
系的统 。、 数软 据单件 结击工 构程主此、要处人研工究添智数能据课等表程都示是 与名十 存储分的有方益
法、抽象的逻辑结构及其上定义的各种基本 操作。数据的逻辑结构常常采用数学描述的 抽象符号和有关的理论。如使用串、表、数 组、图等结构和理论来表示数据在存储时的 逻辑结构，研究这些结构上定义的各种操作 。
本章内容
• 6.1 数据结构的概念 • 6.2 几种典型的数据结构 • 6.3 查找
• 6.4 单排序击此处添课程名
6.1 数据结构的概念
• 在系统地学习数据结构知识之前，先对一 些与数据结构相关的基本概念和术语赋予 确切的含义。
• 数 算机据单识（别D击at、a此）存是储处信和添息加的工课载处体理程，。名它它能是够计被算计机 程序加工的原料，应用程序处理各种各样 的数据。
数据结构(C语言版)严蔚敏第6章 树和二叉树
⑷ 孩子结点、双亲结点、兄弟结点
一个结点的子树的根称为该结点的孩子结点(child) 或子结点；相应地，该结点是其孩子结点的双亲结点 (parent)或父结点。
4
如图6-1(b)中结点B 、C、D是结点A的子结点，而结 点A是结点B 、C、D的父结点；类似地结点E 、F是结 点B的子结点，结点B是结点E 、F的父结点。
这是树的递归定义，即用树来定义树，而只有 一个结点的树必定仅由根组成，如图6-1(a)所示。
2
2 树的基本术语
⑴ 结点(node)：一个数据元素及其若干指向其子树的分支。 ⑵ 结点的度(degree) 、树的度：结点所拥有的子树
的棵数称为结点的度。树中结点度的最大值称为树的度。
A
B
C
D
A
E
F G HI J
同一双亲结点的所有子结点互称为兄弟结点。
如图6-1(b)中结点B 、C、D是兄弟结点；结点E 、 F是兄弟结点。
⑸ 层次、堂兄弟结点
规定树中根结点的层次为1，其余结点的层次等于 其双亲结点的层次加1。
若某结点在第l(l≧1)层，则其子结点在第l+1层。
双亲结点在同一层上的所有结点互称为堂兄弟结点。 如图6-1(b)中结点E、F、G、H、I、J。
(a) 只有根结点
K
LM N
图6-1 树的示例形式
(b) 一般的树
3
如图6-1(b)中结点A的度是3 ，结点B的度是2 ，结点 M的度是0，树的度是3 。
⑶ 叶子(left)结点、非叶子结点：树中度为0的
结点称为叶子结点(或终端结点)。相对应地，度不为 0的结点称为非叶子结点(或非终端结点或分支结点)。 除根结点外，分支结点又称为内部结点。
北邮数据结构第六章答案详解 图(1)
1
5
1
54 3
42
5 66
图 6-8 图 G 答案：根据不同算法构造的最小生成树如图 6-9 所示的图(a)和(b)
2
④
⑤ 5
1
①
4 3
②
③
6
2
⑤
③ 5
1
①
4 3
④
②
6
(a) Prim 生成树
(b) Kruskal 生成树
图 6-9 最小生成树
5、算法设计
（1）以邻接表为存储结构，设计实现深度优先遍历的非递归算法。
int top = -1; cout<<v<<’\t’; bVisited[v] = true; stack[++top] = v;
//访问结点 v //设置访问标记 //结点 v 入栈
while (top!=-1)
{
v=stack[top];
ArcNode<T> *p = adjlist[v]. firstarc; ①
)
A.1
B. n/2
C.n-1
D.n
解析：若超过 n-1，则路径中必存在重复的顶点
答案：C
(5) 若一个图中包含有 k 个连通分量，若按照深度优先搜索的方法访问所有顶点，则必
须调用(
)次深度优先搜索遍历的算法。
A.k
B.1
C.k-1
D.k+1
解析：一次深度优先搜索可以访问一个连通分量中的所有结点，因此 k 个连通分量需要 调用 k 次深度优先遍历算法。
④
} if (p==NULL) top--;
⑤//若是找不到未访问的结点，出栈
数据结构-第6章 树和二叉树---4. 树和森林(V1)
6.4.1 树的存储结构
R AB C D EG F
R⋀
A
⋀D
⋀B
⋀E ⋀
C⋀
⋀G
⋀F ⋀
6.4.2 树、森林和二叉树的转换
1. 树转换为二叉树 将树转换成二叉树在“孩子兄弟表示法”中已 给出，其详细步骤是： ⑴ 加线。在树的所有相邻兄弟结点之间加一 条连线。 ⑵ 去连线。除最左的第一个子结点外，父结点 与所有其它子结点的连线都去掉。 ⑶ 旋转。将树以根结点为轴心，顺时针旋转 450，使之层次分明。
B C
D
A E
L HK
M
技巧：无左孩子 者即为叶子结点
6.4.3 树和森林的遍历
1. 树的遍历 由树结构的定义可知，树的遍历有二种方法。 ⑴ 先序遍历：先访问根结点，然后依次先序 遍历完每棵子树等。价于对应二叉树的先序遍历
⑵ 后序遍历：先依次后序遍历完每棵子树，然 后访问根结点。等价于对应二叉树的中序遍历
0 R -1 1A 0 2B 0 3C 0
}Ptree ; R
4D 1 5E 1
AB C
6F 3
7G 6
DE
F
8H 6
9I 6
G H I 10~MAX_Size-1 ... ...
6.4.1 树的存储结构
2. 孩子表示法
每个结点的孩子结点构成一个单链表，即有n 个结点就有n个孩子链表；
n个孩子的数据和n个孩子链表的头指针组成一 个顺序表； 结点结构定义： 顺序表定义：
typedef struct PTNode { ElemType data ;
《数据结构(C语言版 第2版)》(严蔚敏 著)第六章练习题答案
《数据结构（C语言版第2版）》（严蔚敏著）第六章练习题答案第6章图1．选择题（1）在一个图中，所有顶点的度数之和等于图的边数的（）倍。
A．1/2B．1C．2D．4答案：C（2）在一个有向图中，所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和的（）倍。
A．1/2B．1C．2D．4答案：B解释：有向图所有顶点入度之和等于所有顶点出度之和。
（3）具有n个顶点的有向图最多有（）条边。
A．n B．n(n-1)C．n(n+1)D．n2答案：B解释：有向图的边有方向之分，即为从n个顶点中选取2个顶点有序排列，结果为n(n-1)。
（4）n个顶点的连通图用邻接距阵表示时，该距阵至少有（）个非零元素。
A．n B．2(n-1)C．n/2D．n2答案：B所谓连通图一定是无向图,有向的叫做强连通图连通n个顶点,至少只需要n-1条边就可以了,或者说就是生成树由于无向图的每条边同时关联两个顶点,因此邻接矩阵中每条边被存储了两次（也就是说是对称矩阵）,因此至少有2(n-1)个非零元素（5）G是一个非连通无向图，共有28条边，则该图至少有（）个顶点。
A．7B．8C．9D．10答案：C解释：8个顶点的无向图最多有8*7/2=28条边，再添加一个点即构成非连通无向图，故至少有9个顶点。
（6）若从无向图的任意一个顶点出发进行一次深度优先搜索可以访问图中所有的顶点，则该图一定是（）图。
A．非连通B．连通C．强连通D．有向答案：B解释：即从该无向图任意一个顶点出发有到各个顶点的路径，所以该无向图是连通图。
（7）下面（）算法适合构造一个稠密图G的最小生成树。
A．Prim算法B．Kruskal算法C．Floyd算法D．Dijkstra算法答案：A解释：Prim算法适合构造一个稠密图G的最小生成树，Kruskal算法适合构造一个稀疏图G的最小生成树。
（8）用邻接表表示图进行广度优先遍历时，通常借助（）来实现算法。
A．栈 B.队列 C.树D．图答案：B解释：广度优先遍历通常借助队列来实现算法，深度优先遍历通常借助栈来实现算法。
数据结构 第6章习题答案
第6章树和二叉树习题解答一、下面是有关二叉树的叙述，请判断正误（每小题1分，共10分）（√）1. 若二叉树用二叉链表作存贮结构，则在n个结点的二叉树链表中只有n—1个非空指针域。
（×）2.二叉树中每个结点的两棵子树的高度差等于1。
（√）3.二叉树中每个结点的两棵子树是有序的。
（×）4.二叉树中每个结点有两棵非空子树或有两棵空子树。
（×）5.二叉树中每个结点的关键字值大于其左非空子树（若存在的话）所有结点的关键字值，且小于其右非空子树（若存在的话）所有结点的关键字值。
（应当是二叉排序树的特点）（×）6.二叉树中所有结点个数是2k-1-1，其中k是树的深度。
（应2i-1）（×）7.二叉树中所有结点，如果不存在非空左子树，则不存在非空右子树。
（×）8.对于一棵非空二叉树，它的根结点作为第一层，则它的第i层上最多能有2i—1个结点。
（应2i-1）（√）9.用二叉链表法（link-rlink）存储包含n个结点的二叉树，结点的2n个指针区域中有n+1个为空指针。
（正确。
用二叉链表存储包含n个结点的二叉树，结点共有2n个链域。
由于二叉树中，除根结点外，每一个结点有且仅有一个双亲，所以只有n-1个结点的链域存放指向非空子女结点的指针，还有n+1个空指针。
）即有后继链接的指针仅n-1个。
（√）10. 〖01年考研题〗具有12个结点的完全二叉树有5个度为2的结点。
最快方法：用叶子数＝[n/2]＝6，再求n2=n0-1=5二、填空（每空1分，共15分）1．由３个结点所构成的二叉树有5种形态。
2. 【计算机研2000】一棵深度为6的满二叉树有n1+n2=0+ n2= n0-1=31 个分支结点和26-1 =32个叶子。
注：满二叉树没有度为1的结点，所以分支结点数就是二度结点数。
3．一棵具有２５７个结点的完全二叉树，它的深度为9。
（注：用⎣ log2(n) ⎦+1= ⎣ 8.xx ⎦+1=94.【全国专升本统考题】设一棵完全二叉树有700个结点，则共有350个叶子结点。
数据结构教程李春葆课后答案第6章数组和广义表
3. 如果某个一维数组 A 的元素个数 n 很大，存在大量重复的元素，且所有元素值相同 的元素紧挨在一起，请设计一种压缩存储方式使得存储空间更节省。
答：设数组的元素类型为 ElemType，采用一种结构体数组 B 来实现压缩存储，该结构 体数组的元素类型如下：
struct { ElemType data;
解：从二维数组 B 的右上角的元素开始比较。每次比较有三种可能的结果：若相等， 则比较结束；若 x 大于右上角元素，则可断定二维数组的最上面一行肯定没有与 x 相等的 数据，下次比较时搜索范围可减少一行；若 x 小于右上角元素，则可断定二维数组的最右 面一列肯定不包含与 x 相等的数据，下次比较时可把最右一列剔除出搜索范围。这样，每 次比较可使搜索范围减少一行或一列，最多经过 m+n 次比较就可找到要求的与 x 相等的元 素。对应的程序如下：
{ printf("不是对角矩阵\n");
return false;
}
for (int i=0;i<a.nums;i++)
if (a.data[i].r==a.data[i].c) //行号等于列号
sum+=a.data[i].d;
return true;
}
11. 设计一个算法 Same(g1，g2)，判断两个广义表 g1 和 g2 是否相同。 解：判断广义表是否相同过程是，若 g1 和 g2 均为 NULL，则返回 true；若 g1 和 g2 中一个为 NULL，另一不为 NULL，则返回 false；若 g1 和 g2 均不为 NULL，若同为原子 且原子值不相等，则返回 false，若同为原子且原子值相等，则返回 Same(g1->link，g2->link)， 若同为子表，则返回 Same(g1->val.sublist，g2->val.sublist) & Same(g1->link，g2->link)的 结果，若一个为原子另一个为子表，则返回 false。对应的算法如下：
数据结构第六章题目讲解
数据结构第六章题⽬讲解02⼀选择题：1、以下说法错误的是①树形结构的特点是⼀个结点可以有多个直接前趋②线性结构中的⼀个结点⾄多只有⼀个直接后继③树形结构可以表达(组织)更复杂的数据④树(及⼀切树形结构)是⼀种"分⽀层次"结构⑤任何只含⼀个结点的集合是⼀棵树2．深度为6的⼆叉树最多有( )个结点①64 ②63 ③32 ④313 下列说法中正确的是①任何⼀棵⼆叉树中⾄少有⼀个结点的度为2②任何⼀棵⼆叉树中每个结点的度都为2 ⼆叉树可空③任何⼀棵⼆叉树中的度肯定等于2 ④任何⼀棵⼆叉树中的度可以⼩于24 设森林T中有4棵树，第⼀、⼆、三、四棵树的结点个数分别是n1,n2,n3,n4,那么当把森林T转换成⼀棵⼆叉树后，且根结点的右⼦树上有（）个结点。
①n1-1 ②n1③n1+n2+n3④n2+n3+n4⼆．名词解释：1 结点的度 3。
叶⼦ 4。
分⽀点 5。
树的度三填空题⼆叉树第i(i>=1)层上⾄多有_____个结点。
1、深度为k(k>=1)的⼆叉树⾄多有_____个结点。
2、如果将⼀棵有n个结点的完全⼆叉树按层编号，则对任⼀编号为i(1<=i<=n)的结点X有：若i=1,则结点X是_ ____；若i〉1,则X的双亲PARENT(X)的编号为__ ____。
若2i>n，则结点X⽆_ _____且⽆_ _____；否则，X的左孩⼦LCHILD(X)的编号为____。
若2i+1>n，则结点X⽆__ ____；否则，X的右孩⼦RCHILD(X)的编号为_____。
4．以下程序段采⽤先根遍历⽅法求⼆叉树的叶⼦数，请在横线处填充适当的语句。
Void countleaf(bitreptr t,int *count)/*根指针为t，假定叶⼦数count的初值为0*/ {if(t!=NULL){if((t->lchild==NULL)&&(t->rchild==NULL))__ __;countleaf(t->lchild,&count);countleaf(t->rchild,&count);}}5 先根遍历树和先根遍历与该树对应的⼆叉树，其结果_____。
数据结构第六章图理解练习知识题及答案解析详细解析(精华版)
图1. 填空题⑴设无向图G中顶点数为n，则图G至少有（）条边，至多有（）条边；若G为有向图，则至少有（）条边，至多有（）条边。
【解答】0，n(n-1)/2，0，n(n-1)【分析】图的顶点集合是有穷非空的，而边集可以是空集；边数达到最多的图称为完全图，在完全图中，任意两个顶点之间都存在边。
⑵任何连通图的连通分量只有一个，即是（）。
【解答】其自身⑶图的存储结构主要有两种，分别是（）和（）。
【解答】邻接矩阵，邻接表【分析】这是最常用的两种存储结构，此外，还有十字链表、邻接多重表、边集数组等。
⑷已知无向图G的顶点数为n，边数为e，其邻接表表示的空间复杂度为（）。
【解答】Ｏ(n+e)【分析】在无向图的邻接表中，顶点表有n个结点，边表有2e个结点，共有n+2e个结点，其空间复杂度为Ｏ(n+2e)=Ｏ(n+e)。
⑸已知一个有向图的邻接矩阵表示，计算第j个顶点的入度的方法是（）。
【解答】求第j列的所有元素之和⑹有向图G用邻接矩阵A[n][n]存储，其第i行的所有元素之和等于顶点i的（）。
【解答】出度⑺图的深度优先遍历类似于树的（）遍历，它所用到的数据结构是（）；图的广度优先遍历类似于树的（）遍历，它所用到的数据结构是（）。
【解答】前序，栈，层序，队列⑻对于含有n个顶点e条边的连通图，利用Prim算法求最小生成树的时间复杂度为（），利用Kruskal 算法求最小生成树的时间复杂度为（）。
【解答】Ｏ(n2)，Ｏ(elog2e)【分析】Prim算法采用邻接矩阵做存储结构，适合于求稠密图的最小生成树；Kruskal算法采用边集数组做存储结构，适合于求稀疏图的最小生成树。
⑼如果一个有向图不存在（），则该图的全部顶点可以排列成一个拓扑序列。
【解答】回路⑽在一个有向图中，若存在弧、、，则在其拓扑序列中，顶点vi, vj, vk的相对次序为（）。
【解答】vi, vj, vk【分析】对由顶点vi, vj, vk组成的图进行拓扑排序。
云大《数据结构》课程教学课件-第6章 树和二叉树(147P)_OK
^d ^ ^ e ^ 三叉链表
3）二叉链表是二叉树最常用的存储结构。还有其它链接方 法，采用何种方法，主要取决于所要实施的各种运算频度。
例:若经常要在二叉树中寻找某结点的双亲时，可在每个结 点上再加一个指向其双亲的指针域parent，称为三叉链表。
lchild data parent rchild
2021/8/16
2021/8/16
9
6.2 二 叉 树
6.2.1 二叉树的概念
一、二叉树的定义： 二叉树(Binary Tree)是n(n>=0)个结点的有限集，它或者是 空集(n=0)或者由一个根结点和两棵互不相交的，分别称 为根的左子树和右子树的二叉树组成。 可以看出，二叉树的定义和树的定义一样，均为递归定 义。
A
集合3
集合1
BCD
EF
G
集合2
2021/8/16
3
2、树的表示方法 1）树形图法
A
BCD
EF
G
2）嵌套集合法
3）广义表形式 ( A(B, C(E,F), D(G) )
4）凹入表示法
2021/8/16
A B
D
CG
EF
A B C E DF G
4
3、 树结构的基本术语
1）结点的度(Degree)：为该结点的子树的个数。 2）树的度：为该树中结点的最大度数。
7）路径(Path)：若树中存在一个结点序列k1,k2,…,kj,使得ki是 ki+1的双亲(1<=i<j)，则称该结点序列是从ki到kj一条路径 (Path)
路径长度：路径的长度为j-1,其为该路径所经过的边的数 目。
A
BCD
EF
G
数据结构第06章广义表
第6章广义表z6.1 广义表的基本概念z6.2 广义表的存储结构z6.3 广义表的操作算法16.1 广义表的基本概念广义表（列表）的概念-n( ≥0 )个表元素组成的有限序列，记作LS= ( a1, a1, a2, …, a n)LS是表名，a i是表元素，它可以是单个元素(称为原子) ，可以是表(称为子表) 。
n为表的长度。
n= 0 的广义表为空表。
n> 0时，表的第一个表元素称为广义表的表头(head)，除此之外，其它表元素组成的表称为广义表的表尾(tail)。
2广义表举例：（1）A=（）（2）B=（e）（3）C=（a, (b, c, d) )（4）D=（A，B，C）（5）E= (a , E）9任意一个非空广义表，均可分解为表头和表尾。
9对于一个非空广义表，其表头可能是原子，也可能是子表；而表尾一定是子表。
3广义表的基本操作：•结构的创建和销毁InitGList(&L); DestroyGList(&L); CreateGList(&L, S); CopyGList(&T, L);•状态函数GListLength(L); GListDepth(L);GListEmpty(L); GetHead(L); GetTail(L);•插入和删除操作InsertFirst_GL(&L, e);DeleteFirst_GL(&L, &e);•遍历Traverse_GL(L, Visit());66. 2 广义表的存储结构z由于广义表中的元素不是同一类型，因此难以用顺序结构表示，通常采用链接存储方法存储广义表，并称之为广义链表。
z由于广义表中有两种数据元素，原子或子表，因此，需要两种结构的结点：一种是表结点，一种是原子结点。
z下面介绍一种广义表的链式存储结构。
78扩展的线性链表表示法：-子表结点由三个域组成：标志域、表头指针域和指向下一个元素的指针域；-原子结点的三个域为：标志域、值域和指向下一个元素的指针域。
数据结构课后习题答案第六章
所以
n=n1+2×n2+…+m×nm+1 由（1）（2）可知 n0= n2+2×n3+3×n4+…+(m-1) ×nm+1
（2）
八、证明：一棵满 K 叉树上的叶子结点数 n0 和非叶子结点数 n1 之间满足以下关 系:n0=(k-1)n1+1。 证明：n=n0+n1
n=n1k+1 由上述式子可以推出 n0=(k-1)n1+1 十五、请对右图所示的二叉树进行后序线索化，为每个空指针建立相应的前驱或 后继线索。
四十三、编写一递归算法，将二叉树中的所有结点的左、右子树相互交换。 【分析】 依题意，设 t 为一棵用二叉链表存储的二叉树，则交换各结点的左右子树的
运算基于后序遍历实现：交换左子树上各结点的左右子树；交换右子树上各结点 的左右子树；再交换根结点的左右子树。
【算法】 void Exchg(BiTree *t){ BinNode *p; if (t){ Exchg(&((*t)->lchild)); Exchg(&((*t)->rchild)); P=(*t)->lchild; (*t)->lchild=(*t)->rchild; (*t)->rchild=p; } }
(4)编号为 i 的结点的有右兄弟的条件是什么? 其右兄弟的编号是多少? 解：
(1) 层号为 h 的结点数目为 kh-1 (2) 编号为 i 的结点的双亲结点的编号是：|_ (i-2)/k _|+1(不大于(i-2)/k 的最大整数。也就是(i-2)与 k 整除的结果.以下/表示整除。 (3) 编号为 i 的结点的第 j 个孩子结点编号是：k*(i-1)+1+j; (4) 编号为 i 的结点有右兄弟的条件是(i-1)能被 k 整除
数据结构与算法-第6章
如果 e=(u, v) 是 E(G) 中的一条边，则称 u 与 v
互为邻接点或相邻点;称边e与顶点u,v关联;
如果 a=<u, v> 是 E(G) 中的一条弧，则称u邻接到v
或v邻接于u,也称弧a与顶点u,v关联.
9
6.1 图的基本概念
顶点的度（与树中结点的度不同）: –无向图中，顶点的度是与每个顶点关联的边数, 记作TD(v) –有向图中，顶点的度分成入度与出度 •入度：以该顶点为终头的弧的数目,记为ID(v) •出度：以该顶点为始点的弧的数目,记为OD(v) 一个顶点的度等于该顶点的入度与出度之和,即 TD(v)=OD(v)+ID(v)
20
带权图的邻接矩阵
wij 若(vi，vj)∈E或<vi，vj>∈E
A[i][j]= ∞ 其它 0 i=j
21
用邻接矩阵表示的图的类的定义
class AdjMatrix { int n； int matrix[MaxSize][ MaxSize]； public: AdjMatrix(int m) { n=m； } }; // AdjMatrix class AdjMatrix { const int INFINITE=∞； int n； float matrix[MaxSize][MaxSize]； public: AdjMatrix(int m) { n=m；} }; // AdjMatrix // 非带权图 // 顶点的个数 // 邻接矩阵
回路——第一个顶点和最后一个顶点相同的路径。
简单回路——除了第一个顶点和最后一个顶点外，其
余顶点不重复出现的回路。
11
6.1 图的基本概念
V0V1V3V2
V0V1V3V0V1V2
数据结构第六章作业及答案
3、试分别画出具有3个结点的树和3个结点的二叉树 的所有不同形态。 4、对右图所示的二叉树求出 A 以下的遍历序列： B C (1)先序序列 D E F (2)中序序列 (3)后序序列 G H 5、假设一棵二叉树的先序序列为 EBADCFHGIKJ 和 中序序列为 ABCDEFGHIJK。请画出该树，并给 出后序序列。 6、假设一棵二叉树的中序序列为 DCBGEAHFIJK和 后序序列为 DCEGBFHKJIA 。请画出该树，并给 出先序序列。
2
7、将以下森林转换成二叉树。
A
B
C
D
E F G J I
H
L K
3
8、画出和下列二叉树相应的森林。
(a)
A
(b) (c)
A B C
(d)
A B C B C D B
(e)
A
C E F
A
G
J
H
K M
I
4
第六章作业解答 1、(1) M、N、D、L、F、J、K是叶子结点
(2) C是结点G的双亲 (3) A、C是结点G的祖先 (4) I、M、N是结点E的子孙 (5) 树的深度是5 2、(1)二叉树与树的区别: 二叉树的一个结点至多有2个子树,树则不然; 二叉树的一个结点有左、右之分,而树则没有此要求 (2)一棵度为2的树有2个分支,没有左、右之分, 一棵二叉树也可以有2个分支,但有左、右之分, 且左、右不能交换。 3、具有3个结点的树的形态为:
C D
E
F
K
7
7、解：转换后的二叉树为：
A B C D E F G J K I L H
8
8、解：转换后的森林为： (a) (b) (c)
A A B A B C
数据结构_第六章_图_练习题与答案详细解析(精华版)
图1. 填空题⑴ 设无向图G中顶点数为n，则图G至少有（）条边，至多有（）条边；若G为有向图，则至少有（）条边，至多有（）条边。
【解答】0，n(n-1)/2，0，n(n-1)【分析】图的顶点集合是有穷非空的，而边集可以是空集；边数达到最多的图称为完全图，在完全图中，任意两个顶点之间都存在边。
⑵ 任何连通图的连通分量只有一个，即是（）。
【解答】其自身⑶ 图的存储结构主要有两种，分别是（）和（）。
【解答】邻接矩阵，邻接表【分析】这是最常用的两种存储结构，此外，还有十字链表、邻接多重表、边集数组等。
⑷ 已知无向图G的顶点数为n，边数为e，其邻接表表示的空间复杂度为（）。
【解答】Ｏ(n+e)【分析】在无向图的邻接表中，顶点表有n个结点，边表有2e个结点，共有n+2e个结点，其空间复杂度为Ｏ(n+2e)=Ｏ(n+e)。
⑸ 已知一个有向图的邻接矩阵表示，计算第j个顶点的入度的方法是（）。
【解答】求第j列的所有元素之和⑹ 有向图G用邻接矩阵A[n][n]存储，其第i行的所有元素之和等于顶点i的（）。
【解答】出度⑺ 图的深度优先遍历类似于树的（）遍历，它所用到的数据结构是（）；图的广度优先遍历类似于树的（）遍历，它所用到的数据结构是（）。
【解答】前序，栈，层序，队列⑻ 对于含有n个顶点e条边的连通图，利用Prim算法求最小生成树的时间复杂度为（），利用Kruskal 算法求最小生成树的时间复杂度为（）。
【解答】Ｏ(n2)，Ｏ(elog2e)【分析】Prim算法采用邻接矩阵做存储结构，适合于求稠密图的最小生成树；Kruskal算法采用边集数组做存储结构，适合于求稀疏图的最小生成树。
⑼ 如果一个有向图不存在（），则该图的全部顶点可以排列成一个拓扑序列。
【解答】回路⑽ 在一个有向图中，若存在弧、、，则在其拓扑序列中，顶点vi, vj, vk的相对次序为（）。
【解答】vi, vj, vk【分析】对由顶点vi, vj, vk组成的图进行拓扑排序。
数据结构课后习题答案第六章
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9．已知信息为“ ABCD BCD CB DB ACB ”，请按此信息构造哈夫曼树，求出每一字符的最优编码。 10. 己知中序线索二叉树采用二叉链表存储结构，链结点的构造为：
_，双分支结点的个数为 ____， 3 分支结点的个数为 ____， C 结点的双亲结点为 ____ ，其孩子结点为 ____。
5. 一棵深度为 h 的满 k 叉树有如下性质：第 h 层上的结点都是叶子结点，其余各层上的每个结点都有
k 棵非空子树。
如果按层次顺序（同层自左至右）从 1 开始对全部结点编号，则：
7．二叉树的遍历分为 ____ ，树与森林的遍历包括 ____。 8．一棵二叉树的第 i(i>=1) 层最多有 ____ 个结点；一棵有 n(n>0) 个结点的满二叉树共有 ____ 个叶子和 ____个非终端结点。
9.在一棵二叉树中，假定双分支结点数为 5 个，单分支结点数为 6 个，则叶子结点为 ____个。
A. 逻辑 B．逻辑和存储 C．物理 D.线性 19.由权值分别是 8，7， 2， 5 的叶子结点生成一棵哈夫曼树，它的带权路径长度为
A. 23 B. 37 C． 46 D. 43 20.设 T 是哈夫曼树，具有 5 个叶结点，树 T 的高度最高可以是 ( )。
A.2 B . 3 C. 4 D. 5
()
6．在叶子数目和权值相同的所有二叉树中，最优二叉树一定是完全二叉树。
()
7．由于二叉树中每个结点的度最大为 2，所以二叉树是一种特殊的树。 8．二叉树的前序遍历序列中，任意一个结点均处在其子树结点的前面。
数据结构 第6章 排序
判断某序列是否符合堆定义
只要将序列依次排成一棵完全二叉树，所有结点的 值都不大于（或不小于）其左右子树结点的值，那么该 序列就符合堆的定义。 例：序列：102、87、100、79、82、62、84
10 2 87 10 0 82
故： 此序列符 合堆定义。
84
79
62
若n个元素的排序码k1，k2，k3，…，kn满足堆，且让结点 按1、2、3、…、n顺序编号，根据完全二叉树的性质（若i为 根结点，则左孩子为2i，右孩子为2i+1）可知，堆排序实际与 一棵完全二叉树有关。若将排序码初始序列组成一棵完全二 叉树，则堆排序可以包含建立初始堆（使排序码变成能符合 堆的定义的完全二叉树）和利用堆进行排序两个阶段。
14
17
25 )
20
9
(3
14
17
20
25 )
9
第五次插入
(3
9
14
17
20
25)
图 9-1 直接插入排序示例
注意:
排正序时，要插入的元素先和有序表中最后 一个元素进行比较，即从后往前；排逆序时， 则刚相反，得从前往后进行比较。 当n很小时，直接插入排序的效率较高，时间 复杂度为o(n^2)。 正序时比较次数最少为n-1； 逆序时最大为(n+2)*(n-1)/2； 两者的平均值约为(n^2)/4。
例如，n=6，数组R的六个排序码分别为：17，3，25，14，20， 9。下面用图9-3给出冒泡排序算法的执行过程。
0 1 2 3 4 5
初始状态
（17
3
25
14
20
9)
第一趟排序
3
(17
9
25
数据结构 第6章习题
习题1．对于如图6-21所示的二叉树，试给出：（1）它的顺序存储结构示意图。
（2）它的二叉链表存储结构示意图。
（3）它的三叉链表存储结构示意图。
图6-21 题1图2．证明：在结点数多于1的哈夫曼树中不存在度为1的结点。
3．证明：若哈夫曼树中有n个叶结点，则树中共有2n-1个结点。
4．证明：由二叉树的前序序列和中序序列可以唯一地确定一棵二叉树。
5．已知一棵度为m的树中有n1个度为1的结点，n2个度为2的结点，……，n m个度为m 的结点，问该树中共有多少个叶子结点？有多少个非终端结点？6．设高度为h的二叉树上只有度为0和度为2的结点，问该二叉树的结点数可能达到的最大值和最小值。
7．求表达式(a+b*(c-d))-e/f的波兰式（前缀式）和逆波兰式（后缀式）。
8．画出和下列已知序列对应的二叉树。
（1）二叉树的先序次序访问序列为：GFKDAIEBCHJ。
（2）二叉树的中序访问次序为：DIAEKFCJHBG。
9．画出和下列已知序列对应的二叉树。
（1）二叉树的后序次序访问序列为：CFEGDBJLKIHA。
（2）二叉树的中序访问次序为：CBEFDGAJIKLH。
10．画出和下列已知序列对应的二叉树。
（1）二叉树的层次序列为：ABCDEFGHIJ。
（2）二叉树的中序次序为：DBGEHJACIF。
11．给定一棵用二叉链表表示的二叉树，其根指针为root。
试写出求二叉树结点的数目的算法（递归算法或非递归算法）。
12．设计一个算法，要求该算法把二叉树的叶结点按从左至右的顺序链成一个单链表。
二叉树按二叉链表方式存储，链接时用叶结点的rchild域存放链指针。
13．给定一棵用二叉链表表示的二叉树，其根指针为root。
试写出求二叉树的深度的算法。
14．给定一棵用二叉链表表示的二叉树，其根指针为root。
试写出求二叉树各结点的层数的算法。
15．给定一棵用二叉链表表示的二叉树，其根指针为root。
试写出将二叉树中所有结点的左、右子树相互交换的算法。
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10
第6章 树和二叉树
树的抽象数据类型
ADT Tree{ 数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合； 数据关系R：若 D只含一个数据元素或为空集，则R为空集； 否则，R={H};H为如下二元关系： （1）在D中存在唯一的称为根的数据元素root，它在关系H下无前驱 （2）若D-{root}不为空，则存在D-{root}的一个划分D1，D2，…Dm (m>0)，
Dl Dr
（3）若Dl不为空，则在Dl中存在唯一的元素xl 满足<r,xl>H，且存在 Dl上的关系Hl H；若Dr不为空，则在Dr中存在唯一的元素xr 满足 <r,xr>H，且存在Dr上的关系Hr H，H={< r,xl >,< r,xr >, Hl , Hr } （4） （Dl , Hl )是一棵符合本定义的二叉树，称为树r的左子树， （Dr , Hr )是一棵符合本定义的二叉树，称为树r的右子树，
1 深度为k的m叉树至多有 m 个结点。 m 1
k
k
k
i 1
i 1
k i 1
m
i 1
m m ... m
0 1
k 1
m 1 m 1
k
20
第6章 树和二叉树
性质3: 对任意一棵二叉树，若终端结点数为n0，度为 2的结点数为n2，则n0=n2+1。 证明：设二叉树中结点总数为n，n1为二叉树中度为1 的结点总数，设二叉树中分支数目为B 。 ①n=n0+n1+n2
对j k（ j, k m） 有Dj Dk 1
xi Di : root, xi H
且对任意的I(1<=I<=m)唯一存在数据元素
（3）对应于D-{root}的划分，H-{<root,X1},<root, X2>… <root,xm>}， 有唯一的一个划分H1，H2，…Hm (m>0) ，对任意一对
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第6章 树和二叉树 基本操作： （1）InitBiTree(&T) 初始化操作，置BT为空树 （2） CreateBiTree(&T，definition) 建二叉树函数 （3） ClearBiTree(&T) 清空操作 （4）LeftChild(T,e)和RightChild(T,e) 求孩子结点函数，分 别求二叉树的结点e左右孩子结点 （5） LeftSibling(T,e)和RigthSibling(T,e) 求兄弟函数， 分别求二叉树的左右兄弟 （6）Root(T) 求根函数 求二叉树的根。 （7）InsertChild(&T,p ,LR,c) 插入子树操作 （8） DeleteChild(T，p,LR) 删除子树操作 （9） Parent(T, e) 求双亲函数 求二叉树中结点e双亲结点 （10）遍历操作(先序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍 历)
1 A 3 B 4 D 8 H I 9 10 J E 11 K 5 6 F G C 7 2
完全二叉树
23
第6章 树和二叉树
1 2 4 5 3 6 4 2
1 3 5 7 2
1
3 6 7
(a)完全二叉树
第6章 树和二叉树
第6章 树和二叉树
6.1 树的概念与定义
6.2 二叉树
6.3 二叉树的遍历与线索化 6.4 树、森林和二叉树的关系 6.5 哈夫曼树及其应用
1
第6章 树和二叉树
要求
• 树和二叉树历来都是考试的重难点章 节，从这章开始就从对线性结构的研究 过渡到对树形结构的研究。要注意这章 的算法设计类题目。
i-1 m叉树中第i层上至多有m? 个结点, (i≥1)。
19
第6章 树和二叉树
性质2: 深度为k的二叉树至多有2k-1个结点（k≥1）。
证明：因为深度为k的二叉树，其结点总数的最大值
是将二叉树每层上结点的最大值相加，所以深度为k的二
叉树的结点总数至多为
第i层上的最大结点个数 2i 1 2k 1
2
第6章 树和二叉树
• 理解二叉树的概念，二叉树的五种基本形态。 • 比如判断二叉树就是度为２的有序树对否。 • 掌握二叉树的五个性质，尤其是性质３和性质 ４ • 掌握二叉树的存储结构：顺序存储和二叉链表 存储的各自优缺点及适用场合，二叉树的三叉 链表表示方法
3
第6章 树和二叉树
• 二叉树的三种遍历方法：先序，中序和后序。 其划分的依据是视其每个算法中对根结点数据 的访问顺序而定。不仅要熟练掌握三种遍历的 递归算法，理解其执行的实际步骤，并且应该 熟练掌握三种遍历的非递归算法。熟练掌握在 三种遍历算法的基础上改造完成的其它二叉树 算法，比如求叶子个数，求二叉树结点总数， 求度为1或度为2的结点总数，复制二叉树，建 立二叉树，交换左右子树，查找值为n的某个 指定结点，删除值为n的某个指定结点，诸如 此类等。
18
第6章 树和二叉树
2. 二叉树的性质
性质1: 在二叉树的第i层上至多有2i-1个结点(i≥1)。 证明： 用数学归纳法。 1) 当i=1时，整个二叉树只有一根结点，此时2i-1=20=1， 结论成立。 2) 设i=k时结论成立，即第k层上结点总数最多为2k-1个。 现证明当i=k+1时， 结论成立： 因为二叉树中每个结点的度最大为2，则第k+1层的结点 总数最多为第k层上结点最大数的2倍，即2×2k-1=2(k+1)-1， 故结论成立。
5
第6章 树和二叉树 树的表示方法
A
A
K L
D
H
M
J I
B E K L F C G D H M I J
E
B
F
C
G
(A(B(E(K,L),F),C(G),D(H(M),I,J)))
6
第6章 树和二叉树
3. 树的基本术语 结点的度和树的度(degree)：结点拥有的子树个数。 树内各结点的度的最大值。
15
6.2 二叉树 (Binary Tree)
(思考：二叉树与树的区别？) 习题集6.2 一棵度为2的树与一棵二叉树相同吗？ 具有三个结点的树： 具有三个结点的二叉树
第6章 树和二叉树
二叉树的五种不同形态
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第6章 树和二叉树
二叉树的抽象数据类型
ADT BinaryTree{ 数据对象D：其中D是具有相同特性的数据元素的集合； 数据关系R：若D为空，则R也为空，称binaryTree为空二叉树，若D 不为空，则R为D上某个二元关系H的集合，即R={H};H为如下二元关 系： （1）在D中存在唯一的称为根的数据元素r，它在关系H下无前驱 （2）若D-{r}不为空，则存在D-{r}的一个划分D-{r}={Dl，Dr}，且
13
第6章 树和二叉树
4.树的基本运算
树的运算主要分为三大类： 第一类,寻找满足某种特定关系的结点,如寻 找当前结点的双亲结点等； 第二类,插入或删除某个结点,如在树的当前 结点上插入一个新结点或删除当前结点的第i个 孩子结点等； 第三类,遍历树中每个结点,这里着重介绍。
14
第6章 树和二叉树
6.2 二 叉 树
1 2 3 4
9
第6章 树和二叉树
有序树和无序树：在树中，如果各子树Ti是按照一 定的次序从左向右安排的，且相对次序是不能随意改 变的，则称为有序树，否则称为无序树。
森林： m（m≥0）棵互不相交的树的集合。将一棵 非空树的根结点删去，树就变成一个森林；反之，给 m棵独立的树增加一个根结点，并把这m棵树作为该 结点的子树，森林就变成一棵树。
4
第6章 树和二叉树
6.1 树的定义和基本术语
1. 树的定义
树是n（n≥0）个结点的有限集。当n=0时，称为 空树；在任意一棵非空树中满足如下条件：
(1) 有且仅有一个特定的称为根（root）的结点， 它没有直接前驱，但有零个或多个直接后继。 (2) 其余n-1个结点可以划分成m（m>0）个互不相 交的有限集T1 ，T2 ，T3 ，…，Tm ，其中Ti又是一棵树， 称为根root的子树。 每棵子树的根结点有且仅有一个 直接前驱，但有零个或多个直接后继。
除根结点外，每个结点均对应一个进入它的分支：
②n=B+1 二叉树中的分支都是由度为1和度为2的结点发出 ③B=n1+2n2
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第6章 树和二叉树
满二叉树：
深度为k且有2k-1个结点的二叉树。在满二叉树中， 每层结点都是满的，即每层结点都具有最大结点数。 满二叉树的顺序表示，即从二叉树的根开始， 层间 从上到下， 层内从左到右，逐层进行编号（1， 2， …， n）。 1
结点：包含一个数据元素及若干指向其子树的分支。
叶子(leaf)和分支结点：度为0的结点，也称为终端结 点。度不为0的结点，也称为非终端结点。除根结点外， 分支结点也称为内部结点。
A B E K L F C G H M
7
D I J
第6章 树和二叉树
孩子、双亲、兄弟、堂兄弟：结点的子树的根称为 该结点的孩子。相应地，该结点称为孩子的双亲。 同一双亲的孩子之间互称兄弟。其双亲在同一层的 结点互为堂兄弟。 B、C、D是A的孩子。 A 是B、C 、D的双亲。 结点H、I、 J互为兄弟结点。
A 2 B 4 D 8 H I 9 10 J E 11 12 K L 5 6 F 13 14 M N G 15 O