二叉树的链式存储结构
数据结构（二十四）二叉树的链式存储结构（二叉链表）
数据结构（⼆⼗四）⼆叉树的链式存储结构（⼆叉链表） ⼀、⼆叉树每个结点最多有两个孩⼦，所以为它设计⼀个数据域和两个指针域，称这样的链表叫做⼆叉链表。
⼆、结点结构包括：lchild左孩⼦指针域、data数据域和rchild右孩⼦指针域。
三、⼆叉链表的C语⾔代码实现：#include "string.h"#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "io.h"#include "math.h"#include "time.h"#define OK 1#define ERROR 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAXSIZE 100 /* 存储空间初始分配量 */typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 *//* ⽤于构造⼆叉树********************************** */int index=1;typedef char String[24]; /* 0号单元存放串的长度 */String str;Status StrAssign(String T,char *chars){int i;if(strlen(chars)>MAXSIZE)return ERROR;else{T[0]=strlen(chars);for(i=1;i<=T[0];i++)T[i]=*(chars+i-1);return OK;}}/* ************************************************ */typedef char TElemType;TElemType Nil=''; /* 字符型以空格符为空 */Status visit(TElemType e){printf("%c ",e);return OK;}typedef struct BiTNode /* 结点结构 */{TElemType data; /* 结点数据 */struct BiTNode *lchild,*rchild; /* 左右孩⼦指针 */}BiTNode,*BiTree;/* 构造空⼆叉树T */Status InitBiTree(BiTree *T){*T=NULL;return OK;}/* 初始条件: ⼆叉树T存在。
二叉树的存储结构及基本操作
二叉树的存储结构及基本操作二叉树是一种常见的数据结构，广泛应用于计算机科学领域。
二叉树具有其独特的存储结构和基本操作，下面将详细介绍。
一、二叉树的存储结构二叉树的存储结构通常有两种形式：顺序存储和链式存储。
1. 顺序存储顺序存储是将二叉树中的所有元素按照一定的顺序存储在一段连续的内存单元中，通常采用数组来表示。
对于任意一个节点i，其左孩子节点的位置为2*i+1，右孩子节点的位置为2*i+2。
这种存储方式的优点是访问速度快，但需要预先确定节点总数，且不易于插入和删除操作。
2. 链式存储链式存储是采用指针的方式将二叉树的节点链接起来。
每个节点包含数据元素以及指向左孩子节点和右孩子节点的指针。
链式存储方式的优点是易于插入和删除操作，但访问速度较慢。
二、二叉树的基本操作1. 创建二叉树创建二叉树的过程就是将数据元素按照一定的顺序插入到二叉树中。
对于顺序存储的二叉树，需要预先分配内存空间；对于链式存储的二叉树，可以直接创建节点对象并链接起来。
2. 遍历二叉树遍历二叉树是指按照某种规律访问二叉树中的所有节点，通常有前序遍历、中序遍历和后序遍历三种方式。
前序遍历的顺序是根节点-左孩子节点-右孩子节点；中序遍历的顺序是左孩子节点-根节点-右孩子节点；后序遍历的顺序是左孩子节点-右孩子节点-根节点。
对于顺序存储的二叉树，可以采用循环结构实现遍历；对于链式存储的二叉树，需要使用指针逐个访问节点。
3. 查找元素在二叉树中查找元素，需要根据一定的规则搜索所有节点，直到找到目标元素或搜索范围为空。
对于顺序存储的二叉树，可以采用线性查找算法；对于链式存储的二叉树，可以采用深度优先搜索或广度优先搜索算法。
4. 插入元素在二叉树中插入元素需要遵循一定的规则，保证二叉树的性质。
对于顺序存储的二叉树，插入操作需要移动大量元素；对于链式存储的二叉树，插入操作相对简单，只需修改指针即可。
5. 删除元素在二叉树中删除元素同样需要遵循一定的规则，保证二叉树的性质。
二叉树的储存结构的实现及应用
二叉树的储存结构的实现及应用二叉树是一种常见的数据结构，它在计算机科学和算法设计中广泛应用。
二叉树的储存结构有多种实现方式，包括顺序储存结构和链式储存结构。
本文将从这两种储存结构的实现和应用角度进行详细介绍，以便读者更好地理解二叉树的储存结构及其在实际应用中的作用。
一、顺序储存结构的实现及应用顺序储存结构是将二叉树的节点按照从上到下、从左到右的顺序依次存储在一维数组中。
通常采用数组来实现顺序储存结构，数组的下标和节点的位置之间存在一定的对应关系，通过数学计算可以快速找到节点的父节点、左孩子和右孩子。
顺序储存结构的实现相对简单，利用数组的特性可以迅速随机访问节点，适用于完全二叉树。
1.1 实现过程在采用顺序储存结构的实现中，需要首先确定二叉树的深度，然后根据深度确定数组的长度。
通过数学计算可以得到节点间的位置关系，初始化数组并按照规定的顺序将二叉树节点逐一填入数组中。
在访问二叉树节点时，可以通过计算得到节点的父节点和子节点的位置，从而实现随机访问。
1.2 应用场景顺序储存结构适用于完全二叉树的储存和遍历，常见的应用场景包括二叉堆和哈夫曼树。
二叉堆是一种特殊的二叉树，顺序储存结构可以方便地实现它的插入、删除和调整操作，因此在堆排序、优先队列等算法中得到广泛应用。
哈夫曼树则是数据压缩领域的重要应用，通过顺序储存结构可以有效地构建和处理哈夫曼树，实现压缩编码和解码操作。
二、链式储存结构的实现及应用链式储存结构是通过指针将二叉树的节点连接起来，形成一个类似链表的结构。
每个节点包含数据域和指针域，指针域指向节点的左右孩子节点。
链式储存结构的实现相对灵活，适用于任意形态的二叉树，但需要额外的指针空间来存储节点的地址信息。
2.1 实现过程在链式储存结构的实现中，每个节点需要定义为一个包含数据域和指针域的结构体或类。
通过指针来连接各个节点，形成一个二叉树的结构。
在树的遍历和操作中，可以通过指针的操作来实现节点的访问和处理，具有较高的灵活性和可扩展性。
叉树的存储结构(顺序二叉三叉)
插入和删除操作只需修改指针，时间复杂度较低。
查找操作的比较
顺序存储结构
查找操作需要从根节点开始逐层遍历，时间 复杂度较高。
链式存储结构
由于节点之间通过指针连接，查找操作可以 更快地定位到目标节点，时间复杂度较低。
PART 06
总结
叉树存储结构的重要性
高效的数据存储
叉树的存储结构能够高效地存储 大量数据，并且能够快速地访问、
修改和删除节点。
方便的算法实现
叉树的存储结构为算法的实现提供 了便利，例如二叉搜索树、堆排序 等算法可以在叉树存储结构上实现。
灵活的数据结构
叉树的存储结构可以根据实际需求 进行选择，例如顺序存储结构和链 式存储结构，以满足不同的应用场 景。
顺序存储结构和链式存储结构的适用场景选择
顺序存储结构
适用于节点数量固定且内存空间充足的场景 ，可以快速地访问任意节点，但插入和删除 操作需要移动大量节点，时间复杂度较高。
通过紧凑的存储结构，叉树的存储结 构可以减少空间浪费，从而更有效地 利用存储空间。
支持高效算法
叉树的存储结构可以支持高效的算法 实现，例如遍历、查找、插入和删除 等操作。
PART 02
顺序存储结构
顺序存储结构的定义
• 顺序存储结构是指将叉树中的节点按照某种顺序（如层序或按 值）连续地存储在数组中。每个节点在数组中的位置与其在叉 树中的位置相对应。
顺序存储结构的优缺点
存储空间利用率高
节点在数组中的位置与其在叉树 中的位置一一对应，因此不需要 额外的指针或链接来存储节点之 间的关系。
随机访问速度快
由于节点在数组中是连续存储的 ，因此可以通过索引直接访问任 意节点，速度较快。
树-二叉树
信息学奥赛培训之『树——二叉树』树——二叉树为何要重点研究二叉树？ 引 ： 为何要重点研究二叉树 ？ （1）二叉树的结构最简单，规律性最强； （2）可以证明，所有树都能转为唯一对应的二叉树，不失一般性。
一、二叉树基础1. 二叉树的定义 二叉树是一类非常重要的树形结构，它可以递归地定义如下： 二叉树 T 是有限个结点的集合，它或者是空集，或者由一个根结点以及分别称为左 子树和右子树的两棵互不相交的二叉树。
因此，二叉树的根可以有空的左子树或空的右子树，或者左、右子树均为空。
二叉树有 5 种基本形态，如图 1 所示。
图1 二叉树的 5 种基本形态在二叉树中，每个结点至多有两个儿子，并且有左、右之分。
因此任一结点的儿子 不外 4 种情况：没有儿子；只有一个左儿子；只有一个右儿子；有一个左儿子并且有一 个右儿子。
注意：二叉树与树和有序树 的区别 二叉树与度数不超过 2 的树不同，与度数不超过 2 的有序树也不同。
在有序树中，11如果将树中结点的各子树看成从左至右是有次序的，则称该树为有序树，否则称为无序树。
-1-信息学奥赛培训之『树——二叉树』虽然一个结点的儿子之间是有左右次序的，但若该结点只有一个儿子时，就无须区分其 左右次序。
而在二叉树中，即使是一个儿子也有左右之分。
例如图 2-1 中(a)和(b)是两棵 不同的二叉树。
虽然它们与图 2-2 中的普通树(作为无序树或有序树)很相似，但它们却 不能等同于这棵普通的树。
若将这 3 棵树均看作是有序树，则它们就是相同的了。
图2-1 两棵不同的二叉树图2-2 一棵普通的树由此可见，尽管二叉树与树有许多相似之处，但二叉树不是树的特殊情形。
不是 ．．2. 二叉树的性质图3 二叉树性质１： 在二叉树的第 i 层上至多有 2 i −1 结点(i>=1)。
性质２： 深度为 k 的二叉树至多有 2 k − 1 个结点(k>=1)。
性质３： 对任何一棵二叉树 T，如果其终端结点数为 n0,度为 2 的结点数为 n2,则 n0=n2+1。
数据结构-二叉树的存储结构和遍历
return(p); }
建立二叉树
以字符串的形式“根左子树右子树”定义 一棵二叉树
1）空树 2）只含一个根 结点的二叉树 A 3）
B C
A
以空白字符“ ”表示
以字符串“A ”表示
D
以下列字符串表示 AB C D
建立二叉树 A B C C
T
A ^ B ^ C^ ^ D^
D
建立二叉树
Status CreateBiTree(BiTree &T) {
1 if (!T) return;
2 Inorder(T->lchild, visit); // 遍历左子树 3 visit(T->data); } // 访问结点 4 Inorder(T->rchild, visit); // 遍历右子树
后序（根）遍历
若二叉树为空树，则空操
根
左 子树
右 子树
作；否则， （1）后序遍历左子树； （2）后序遍历右子树； （3）访问根结点。
统计二叉树中结点的个数
遍历访问了每个结点一次且仅一次
设置一个全局变量count=0
将visit改为:count++
统计二叉树中结点的个数
void PreOrder (BiTree T){ if (! T ) return; count++; Preorder( T->lchild); Preorder( T->rchild); } void Preorder (BiTree T,void( *visit)(TElemType& e)) { // 先序遍历二叉树 1 if (!T) return; 2 visit(T->data); // 访问结点 3 Preorder(T->lchild, visit); // 遍历左子树 4 Preorder(T->rchild, visit);// 遍历右子树 }
《数据结构》练习题库
二、填空题1. 线性表是一种典型的___线性______结构。
2. 在一个长度为n的顺序表的第i个元素之前插入一个元素，需要后移__n-i+1__个元素。
3. 顺序表中逻辑上相邻的元素的物理位置__相邻______。
4. 要从一个顺序表删除一个元素时，被删除元素之后的所有元素均需向__前___移一个位置，移动过程是从_前____向_后____依次移动每一个元素。
5. 在线性表的顺序存储中，元素之间的逻辑关系是通过__物理存储位置_____决定的；在线性表的链接存储中，元素之间的逻辑关系是通过__链域的指针值_____决定的。
6. 在双向链表中，每个结点含有两个指针域，一个指向___前趋____结点，另一个指向____后继___结点。
7. 当对一个线性表经常进行存取操作，而很少进行插入和删除操作时，则采用___顺序__存储结构为宜。
相反，当经常进行的是插入和删除操作时，则采用__链接___存储结构为宜。
8. 顺序表中逻辑上相邻的元素，物理位置__一定_____相邻，单链表中逻辑上相邻的元素，物理位置___不一定____相邻。
9. 线性表、栈和队列都是__线性_____结构，可以在线性表的___任何___位置插入和删除元素；对于栈只能在___栈顶____位置插入和删除元素；对于队列只能在___队尾____位置插入元素和在___队头____位置删除元素。
10. 根据线性表的链式存储结构中每个结点所含指针的个数，链表可分为__单链表_______和__双链表_____；而根据指针的联接方式，链表又可分为__循环链表______和__非循环链表______。
11. 在单链表中设置头结点的作用是__使空表和非空表统一______。
12. 对于一个具有n个结点的单链表，在已知的结点p后插入一个新结点的时间复杂度为_o(1)_____，在给定值为x的结点后插入一个新结点的时间复杂度为__o(n)_____。
13. 对于一个栈作进栈运算时，应先判别栈是否为__栈满_____，作退栈运算时，应先判别栈是否为_栈空______，当栈中元素为m时，作进栈运算时发生上溢，则说明栈的可用最大容量为___m____。
数据结构填空练习题
数据结构填空练习题1.通常从四个方面评价算法的质量：______ _________ 、______ 、_____ 和。
2.一个算法的时间复杂度为(n3+n2log2n+14n)/n2 ，其数量级表示为_______ 。
3.假定一棵树的广义表表示为A( C，D( E，F，G)，H( I ，J))，则树中所含的结点数为________ 个，树的深度为________ ，树的度为。
4.后缀算式9 2 3 +- 10 2 / - 的值为____ 。
中缀算式( 3+4X) -2Y/3 对应的后缀算式为___________________________ 。
5.若用链表存储一棵二叉树时，每个结点除数据域外，还有指向左孩子和右孩子的两个指针。
在这种存储结构中，n 个结点的二叉树共有个指针域，其中有_______ 个指针域是存放了地址，有____________ 个指针是空指针。
6.对于一个具有n 个顶点和 e 条边的有向图和无向图，在其对应的邻接表中，所含边结点分别有____ 个和______ 个。
7.AOV 网是一种_______________ 的图。
8.在一个具有n 个顶点的无向完全图中，包含有条边，在一个具有n 个顶点的有向完全图中，包含有_____ 条边。
9.假定一个线性表为(12,23,74,55,63,40) ，若按Key % 4 条件进行划分，使得同一余数的元素成为一个子表，则得到的四个子表分别为__________ 、_________________ 、 ___________________ 和_______________________ 。
10.向一棵B_树插入元素的过程中，若最终引起树根结点的分裂，则新树比原树的高度11.在堆排序的过程中，对任一分支结点进行筛运算的时间复杂度为_______ ，整个堆排序过程的时间复杂度为_____ 。
12.在快速排序、堆排序、归并排序中，______ 排序是稳定的。
自考软件基础(数据结构--树与二叉树)
B
C
D
E
F
G
H
I
J
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第二节 二叉树
一、定义
南昌大学
二叉树是一种重要的树形结构，它的特点是：二叉树可以为空（节点个
数为0），任何一个节点的度都小于或等于2，并且，子树有左、右之分，
其次序不能任意颠倒。 二叉树有5种基本形态，如图10-2所示。
第 6 /209页
第二节 二叉树
南昌大学
struct node
{ datatype data； struct node *Lchild,*rchild：
}；
第 15 /209页
第二节 二叉树
南昌大学
例10-5 写出图10-8a所示二叉树的链式存储结构。其链式结构如图10-8b 所示。可以看出：具有n个节点的二叉树链式存储共有2n个链，其中只 有n-1个用来存放该节点的左、右孩子，其余的n +1个指针域为空。
解：第一步：由后序遍历结果确定整个二叉树根为A，由中序结果确定
A的左、右子树。 后序遍历结果： 中序遍历结果：
第 24 /209页
第三节 二叉树的遍历
第二步：确定A的左子树。 1)后序遍历结果：
南昌大学
中序遍历结果：
2）确定B的右子树： ①后序遍历结果：
第 25 /209页
第三节 二叉树的遍历
②中序遍历结果：
南昌大学
第 9 /209页
第二节 二叉树
下面介绍两种特殊的二叉树。
南昌大学
(1) 满二叉树指深度为k，且有2k-1个节点的二叉树。或者说除叶子节点外，
其它节点的度都为2的二叉树。
(2) 完全二叉树一个满二叉树的最下层从右向左连续缺少n (n>=0)个节点 的二叉树。 图10-3为满二叉树和完全二叉树示例。
数据结构实验报告-树(二叉树)
实验5：树（二叉树）（采用二叉链表存储）一、实验项目名称二叉树及其应用二、实验目的熟悉二叉树的存储结构的特性以及二叉树的基本操作。
三、实验基本原理之前我们都是学习的线性结构，这次我们就开始学习非线性结构——树。
线性结构中结点间具有唯一前驱、唯一后继关系，而非线性结构中结点的前驱、后继的关系并不具有唯一性。
在树结构中，节点间关系是前驱唯一而后继不唯一，即结点之间是一对多的关系。
直观地看，树结构是具有分支关系的结构（其分叉、分层的特征类似于自然界中的树）。
四、主要仪器设备及耗材Window 11、Dev-C++5.11五、实验步骤1.导入库和预定义2.创建二叉树3.前序遍历4.中序遍历5.后序遍历6.总结点数7.叶子节点数8.树的深度9.树根到叶子的最长路径10.交换所有节点的左右子女11.顺序存储12.显示顺序存储13.测试函数和主函数对二叉树的每一个操作写测试函数，然后在主函数用while+switch-case的方式实现一个带菜单的简易测试程序，代码见“实验完整代码”。
实验完整代码：#include <bits/stdc++.h>using namespace std;#define MAX_TREE_SIZE 100typedef char ElemType;ElemType SqBiTree[MAX_TREE_SIZE];struct BiTNode{ElemType data;BiTNode *l,*r;}*T;void createBiTree(BiTNode *&T){ElemType e;e = getchar();if(e == '\n')return;else if(e == ' ')T = NULL;else{if(!(T = (BiTNode *)malloc(sizeof (BiTNode)))){cout << "内存分配错误!" << endl;exit(0);}T->data = e;createBiTree(T->l);createBiTree(T->r);}}void createBiTree2(BiTNode *T,int u) {if(T){SqBiTree[u] = T->data;createBiTree2(T->l,2 * u + 1);createBiTree2(T->r,2 * u + 2); }}void outputBiTree2(int n){int cnt = 0;for(int i = 0;cnt <= n;i++){cout << SqBiTree[i];if(SqBiTree[i] != ' ')cnt ++;}cout << endl;}void preOrderTraverse(BiTNode *T) {if(T){cout << T->data;preOrderTraverse(T->l);preOrderTraverse(T->r);}}void inOrderTraverse(BiTNode *T) {if(T){inOrderTraverse(T->l);cout << T->data;inOrderTraverse(T->r);}}void beOrderTraverse(BiTNode *T){if(T){beOrderTraverse(T->l);beOrderTraverse(T->r);cout << T->data;}}int sumOfVer(BiTNode *T){if(!T)return 0;return sumOfVer(T->l) + sumOfVer(T->r) + 1;}int sumOfLeaf(BiTNode *T){if(!T)return 0;if(T->l == NULL && T->r == NULL)return 1;return sumOfLeaf(T->l) + sumOfLeaf(T->r);}int depth(BiTNode *T){if(!T)return 0;return max(depth(T->l),depth(T->r)) + 1;}bool LongestPath(int dist,int dist2,vector<ElemType> &ne,BiTNode *T) {if(!T)return false;if(dist2 == dist)return true;if(LongestPath(dist,dist2 + 1,ne,T->l)){ne.push_back(T->l->data);return true;}else if(LongestPath(dist,dist2 + 1,ne,T->r)){ne.push_back(T->r->data);return true;}return false;}void swapVer(BiTNode *&T){if(T){swapVer(T->l);swapVer(T->r);BiTNode *tmp = T->l;T->l = T->r;T->r = tmp;}}//以下是测试程序void test1(){getchar();cout << "请以先序次序输入二叉树结点的值，空结点用空格表示:" << endl; createBiTree(T);cout << "二叉树创建成功!" << endl;}void test2(){cout << "二叉树的前序遍历为:" << endl;preOrderTraverse(T);cout << endl;}void test3(){cout << "二叉树的中序遍历为:" << endl;inOrderTraverse(T);cout << endl;}void test4(){cout << "二叉树的后序遍历为:" << endl;beOrderTraverse(T);cout << endl;}void test5(){cout << "二叉树的总结点数为：" << sumOfVer(T) << endl;}void test6(){cout << "二叉树的叶子结点数为：" << sumOfLeaf(T) << endl; }void test7(){cout << "二叉树的深度为：" << depth(T) << endl;}void test8(){int dist = depth(T);vector<ElemType> ne;cout << "树根到叶子的最长路径:" << endl;LongestPath(dist,1,ne,T);ne.push_back(T->data);reverse(ne.begin(),ne.end());cout << ne[0];for(int i = 1;i < ne.size();i++)cout << "->" << ne[i];cout << endl;}void test9(){swapVer(T);cout << "操作成功!" << endl;}void test10(){memset(SqBiTree,' ',sizeof SqBiTree);createBiTree2(T,0);cout << "操作成功!" << endl;}void test11(){int n = sumOfVer(T);outputBiTree2(n);}int main(){int op = 0;while(op != 12){cout << "-----------------menu--------------------" << endl;cout << "--------------1：创建二叉树--------------" << endl;cout << "--------------2：前序遍历----------------" << endl;cout << "--------------3：中序遍历----------------" << endl;cout << "--------------4：后序遍历----------------" << endl;cout << "--------------5：总结点数----------------" << endl;cout << "--------------6：叶子节点数--------------" << endl;cout << "--------------7：树的深度----------------" << endl;cout << "--------------8：树根到叶子的最长路径----" << endl;cout << "--------------9：交换所有节点左右子女----" << endl;cout << "--------------10：顺序存储---------------" << endl;cout << "--------------11：显示顺序存储-----------" << endl;cout << "--------------12：退出测试程序-----------" << endl;cout << "请输入指令编号:" << endl;if(!(cin >> op)){cin.clear();cin.ignore(INT_MAX,'\n');cout << "请输入整数!" << endl;continue;}switch(op){case 1:test1();break;case 2:test2();break;case 3:test3();break;case 4:test4();break;case 5:test5();break;case 6:test6();break;case 7:test7();break;case 8:test8();break;case 9:test9();break;case 10:test10();break;case 11:test11();break;case 12:cout << "测试结束!" << endl;break;default:cout << "请输入正确的指令编号!" << endl;}}return 0;}六、实验数据及处理结果测试用例：1.创建二叉树（二叉链表形式）2.前序遍历3.中序遍历4.后序遍历5.总结点数6.叶子结点数7.树的深度8.树根到叶子的最长路径9.交换所有左右子女10.顺序存储七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议通过这次实验，我掌握了二叉树的顺序存储和链式存储，体会了二叉树的存储结构的特性，掌握了二叉树的树上相关操作。
计算机数据结构知识点梳理 二叉树的定义及其主要特征
当 n ≠ 2k , 即 n 不是2的方幂或者 n = 2k 但是一棵满二叉树，其高度为
。
当 n = 2k 但是非满二叉树，其高度为
。
②有n个结点的完全k叉树的高度为
。
性质5推广：一棵满k叉树，如果按层次顺序从1开始对全部结点编号，
①编号为p=1的结点无父结点，否则编号为p结点的父结点的编号是
（k≥2）；
[题1]若一棵二叉树有126个结点，在第7层（根结点在第1层）至多有（ ）个结点。
A.32
B.64
C.63
D.不存在第7层
分析：根据二叉树的性质，第7层至多有64（27-1）个结点，但是题目中给出了二叉树的结点 总数126，由此来判断第7层是否可以有64个结点？
要在二叉树的第7层达到最多的结点个数，其上面6层必须是一个满二叉树，深度为6的满 二叉树有63（26－1）个结点，由此可以判断出此二叉树的第7层不可能达到64个结点，最 多是126-63=63个结点。
（2）完全二叉树：一棵深度为k的有n个结点的二叉树，对树中的结点按从上至下、从左到 右的顺序进行编号，如果编号为i（1≤i≤n）的结点与满二叉树中编号为i的结点在二叉树 中的位置相同，则这棵二叉树称为完全二叉树。它的特点是：叶子结点只能出现在最下 层和次下层，且最下层的叶子结点集中在树的左部。
任何完全二叉树中度为1的结点只有0个或1个。
中的所有结点从1开始顺序编号，则对于任意的序号为i的结点，有：
（1）如果i＞1，则序号i的结点的双亲结点的序号为 ；如果i＝1，则序号为i的结点是根 结点，无双亲结点。
（2）如果2i≤n，则序号为i的结点的左孩子结点的序号为2i；如果2i＞n，则序号为i的结 点无左孩子。
（3）如果2i＋1≤n，则序号为i的结点的右孩子结点的序号为2i＋1；如果2i＋1＞n，则 序号为i的结点无右孩子。
05二叉树
}
if (Parent->Lchild == NULL) /* Parent所指结点左子树为空 */ Parent->Lchild = ptr;
else
{
/* Parent所指结点左子树非空 */
ptr->Lchild = Parent->Lchild;
Parent->Lchild = ptr;
}
二叉树可以是空的，空二叉树没有任何结 点； 二叉树上的每个结点最多可以有两棵子树， 这两棵子树是不相交的； 二叉树上一个结点的两棵子树有左、右之 分，次序是不能颠倒的。
图5-2 两棵不同的二叉树
从二叉树中的一个结点往下，到达它的 某个子、孙结点时所经由的路线，称为一条 “路径”。对于路径来说，从开始结点到终 止结点，中间经过的结点个数，称为路径的 “长度”。从根结点开始、到某个结点的路 径长度，称为该结点的“深度”。
一棵一般的二叉树，是由如下的3类结点组成的： 根结点——二叉树的起始结点； 分支（或内部结点）——至少有一个非空子树 （即度为1或2）的结点 叶结点——没有非空子树（即度为0）的结点。 有两种特殊的二叉树：满二叉树和完全二叉树。
所谓“满二叉树”，是指该二叉树的每 一个结点，或是有两个非空子树的结点，或 是叶结点，且每层都必须含有最多的结点个 数。
性质5-2 树高为k（k≥0）的二叉树， 最多有2k+1−1个结点。 【证明】由性质5-1可知，在树高为k的 二叉树里，第0层有20个结点，第1层有21个 结点，第2层有22个结点，„„，第k层有2k 个结点。因此，要求出树高为k的二叉树的 结点个数，就是求和：
20 + 21 + 22 +„+ 2k
二叉树顺序存储结构和链式存储结构
二叉树顺序存储结构和链式存储结构二叉树是一种非常重要的数据结构，它在计算机科学中有着广泛的应用。
在二叉树中，每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。
二叉树可以用两种方式进行存储，分别是顺序存储结构和链式存储结构。
一、二叉树顺序存储结构二叉树顺序存储结构是将二叉树中的节点按照层次顺序依次存储在一个一维数组中。
具体来说，假设二叉树的深度为d，那么数组的长度就应该为2^d-1。
对于任意一个节点i，它的左子节点的下标为2i，右子节点的下标为2i+1，它的父节点的下标为i/2。
二叉树顺序存储结构的优点是可以快速地访问任意一个节点，因为它们在数组中是连续存储的。
同时，由于不需要额外的指针来存储节点之间的关系，因此空间利用率比较高。
但是，它的缺点也很明显，那就是当二叉树的深度比较大时，数组中会存在大量的空节点，造成空间浪费。
二、二叉树链式存储结构二叉树链式存储结构是将二叉树中的每个节点看作一个对象，每个对象包含三个属性，分别是节点的值、左子节点的指针和右子节点的指针。
通过这种方式，可以将二叉树中的节点按照任意顺序存储在内存中。
二叉树链式存储结构的优点是可以有效地利用内存空间，因为只有实际存在的节点才会占用内存。
同时，由于每个节点都有指向左右子节点的指针，因此可以方便地进行节点的插入、删除和查找操作。
但是，它的缺点也很明显，那就是需要额外的指针来存储节点之间的关系，因此空间利用率比较低。
三、二叉树顺序存储结构和链式存储结构的比较二叉树顺序存储结构和链式存储结构各有优缺点，具体使用哪种方式取决于具体的应用场景。
一般来说，如果需要频繁地进行节点的插入、删除和查找操作，那么应该选择链式存储结构；如果需要快速地访问任意一个节点，那么应该选择顺序存储结构。
二叉树的存储结构还可以根据具体的应用场景进行优化。
例如，在某些情况下，可以使用哈希表来存储二叉树中的节点，以提高访问速度和空间利用率。
二叉树是一种非常重要的数据结构，它的存储结构对于算法的效率和空间利用率有着重要的影响。
论数据结构中二叉树的链式存储
2010年8月第16卷第3期安庆师范学院学报(自然科学版)J o ur nal o f A nqi ng T each er s C ol lege(N at u r al Sci ence Edi ti on)A ug．2010V O I．16N o．3论数据结构中二叉树的链式存储刘影(安徽电子信息职业技术学院软件学院．安徽蚌埠233000)擅要：--X树是树型结构中的重点研究对象。
二叉树的操作是以二叉树的存储为基础，其存储主要包括顺序存储和链式存储，常用的是链式存储。
目前研究者对二叉树的链式存储缺少一个全面、系统的分析。
因此本文对二叉树的动态链式存储和静态链式存储进行了全面的介绍，并对其进行了分析研究．关键词：二叉树；动态链式存储；静态链式存储中国分类号：T P311．12文献标识码：A文章编号：1007—4260(2010)03--0053--040引言在计算机领域中，树型结构是一类非常重要的非线性结构，其中二又树最为常用，对二叉树的操作和存储比树相对简单。
二叉树的存储一般采用顺序存储和链式存储。
顺序存储是将一棵二叉树的结点存放于一组地址连续的存储单元中，这种存储结构对完全二叉树而言，既简单又节省存储空间。
但对于一般二叉树，尤其对于单支结点较多的二叉树很不适合，由于对其存储也必须按完全二叉树的形式存储二叉树中的结点，从而造成存储空间的浪费。
因此，二叉树一般采用链式存储结构。
二叉树的链式存储结构分为两种，一种是动态链式存储，另一种是静态链式存储。
二叉树的动态链式存储是采用链表的形式存储二叉树，一般采用二叉链表和三叉链表。
二叉树的静态存储是用一个数组存储二叉树的各个结点，数组中不仅保存每个结点的信息，还存储该结点左、右孩子在数组中的地址信息。
下面分别对二叉树的动态链式存储和静态链式存储进行分析研究。
1二叉树的动态链式存储二叉树的动态链式存储有两种形式，一是二叉链表，即链表中每个结点由三个域组成：数据域、左孩子指针和右孩子指针。
二叉树顺序存储结构和链式存储结构
二叉树是一种常见的数据结构，它可以用不同的存储方式来表示。
常见的存储方式有顺序存储结构和链式存储结构。
顺序存储结构：顺序存储结构使用数组来表示二叉树。
具体的存储方式是按照二叉树的层序遍历顺序，将树的节点按照从上到下、从左到右的顺序依次存储在数组中。
对于任意节点的索引为i，其左子节点的索引为2i，右子节点的索引为2i+1。
这种方式可以快速定位和访问节点，但需要提前确定二叉树的最大规模，可能造成空间的浪费。
链式存储结构：链式存储结构使用指针来表示二叉树。
每个节点包含数据和指向左子节点和右子节点的指针。
通过指针的连接，可以按照任意顺序组织二叉树节点，而不需要预先确定二叉树的规模。
链式存储结构相比于顺序存储结构更加灵活，但在访问节点时可能需要进行指针的跳转和遍历，效率稍低。
两种存储结构各有优劣，选择哪种存储方式取决于实际应用场景和需求。
顺序存储结构适用于已知二叉树规模且需要频繁访问节点的情况，而链式存储结构适用于灵活构建和操作二叉树的情况。
第六章树与二叉树教案 二叉树的类型定义 存储结构 遍历 哈夫曼树与哈夫曼编码
即 k-1 ≤ log2 n < k
因为 k 只能是整数，因此， k =log2n + 1
问题：
一棵含有n个结点的二叉树，可能达 到的最大深度和最小深度各是多少？
1
答：最大n,
2
最小[log2n] + 1
第六章 树和二叉树教案
二叉树的类型定义 存储结构 遍历 哈夫曼树与哈夫曼编码
树是常用的数据结构
•家族 •各种组织结构 •操作系统中的文件管理 •编译原理中的源程序语法结构 •信息系统管理 •。。。。
2
6.1 树的类型定义 6.2 二叉树的类型定义
6.2.3 二叉树的存储结构 6.3 二叉树的遍历
二叉树上每个结点至多有两棵子树， 则第 i 层的结点数 = 2i-2 2 = 2i-1 。
性质 2 ：
深度为 k 的二叉树上至多含 2k-1 个 结点（k≥1）。
证明：
基于上一条性质，深度为 k 的二叉
树上的结点数至多为
20+21+ +2k-1 = 2k-1 。
（等比数列求和）
k
k
(第i层的最大结点数) 2i1 2k
i 1
i 1
性质 3 ：
对任何一棵二叉树，若它含有n0 个叶 子结点（0度节点）、n2 个度为 2 的结 点，则必存在关系式：n0 = n2+1。
证明：
设 二叉树上结点总数 n = n0 + n1 + n2 又 二叉树上分支总数 b = n1+2n2
而 b = n-1 = n0 + n1 + n2 - 1 由此， n0 = n2 + 1 。
DNA计算机中二叉树存储结构的研究
（ ．衡 阳 师范 学院 计 算机科 学 系，湖 南 衡 阳 ４ １０ ； ．湖南 大学 计 算机 与通信 学院 ，长 沙 ４ ０ ８ ） １ ２０８ ２ １ ０ ２ 摘 要 ：在 参 考 已有研 究 的基 础上提 出 ＤＮ Ａ计算机 中二叉树 存储 结构 的研 究思路 ， 结合 生 物操 作和 Ｄ Ａ 分 并 Ｎ
第２ ８卷 第 ５期
２１ ０ １年 ５月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍｐ ｔｒ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣｏ ｕ ｅ ｓ ｃ ｏ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ ５ １２ ． Ｍａ ２ １ ｖ ０ １
Ｄ Ａ 计 算 机 中 二 又 树 存 储 结 构 的 研 究 Ｎ
ＺＨ Ｕ Ｙａ—ｉ一 ．ＬＩＫｅ —ｉ ｌ ｎ ｌ ．ＸＵ Ｙｕ— ｎ ｍｉ ｇ ，
（ ．Ｄｐ．ｏ ｏ ｐ ｔ ｃ ｎｅ Ｈ ｎｙ ｎ ｒ ａ ｎｖｒｔ， ｎｙ ｎ ｎ ｎ４ １ ０ ，Ｃ ｉａ； ．Ｓｈｏ ｏ ｏ ｐ ｔ １ ｅｔ ｆＣ ｍ ｕｅ Ｓｉ ｃ， ｅｇ ａｇＮｏｍ ｌ ｉ ｓｙ Ｈｅｇ ａ ｇＨｕａ ２ ８ ｈｎ ２ ｃｏｌｆＣ ｍ ｕｅ Ｃ ｒ ｅ Ｕ ｅｉ ０ ｒ＆ ｏ
由于电子计算机在制造工艺上 将很 快接近 ０ ０ ｍ这 个 ．８ 极 限值 ， 但无数高新技术 的研究对计算 机的性能不断提 出更高
要 求 ， 种 新 型 计 算 机 的 研 究 开 发 势 在 必 行 。 １９ 各 ９ ４年 Ａ ｌ— ｄｅ
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行 机 制 ， 出具 有 良好 可 行 性 的 二 叉 树 信 息 组 织 结 构 。 提
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设计在链式存储结构上交换二叉树中所有结点左右子树的算法
设计在链式存储结构上交换二叉树中所有结点左右子树的
算法
算法步骤如下：
1. 如果二叉树为空或只有根节点，则不需要进行任何操作，直接返回。
2. 遍历二叉树的每个节点，对每个节点执行以下操作：
a. 如果当前节点的左子树和右子树都为空，则不需要交换，继续遍历下一个节点。
b. 如果当前节点的左子树不为空且右子树为空，或者左子树为空且右子树不为空，则直接交换当前节点的左子树和右子树。
c. 如果当前节点的左子树和右子树都不为空，则交换当前节点的左子树和右子树，然后递归地对左子树和右子树分别执行相同的操作（即重复步骤2）。
3. 完成遍历后，所有节点的左右子树交换操作已完成。
这个算法可以通过递归的方式实现。
从根节点开始，递归地对每个节点的左右子树进行交换操作。
由于递归的特性，每个节点的左右子树会被反复交换，直到达到叶子节点或者节点的左右子树都为空。
这样，最终整个二叉树的左右子树交换操作就完成了。
希望以上解答能满足您的要求。