数据结构:二叉树子系统

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数据结构二叉树PPT课件

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A
B
CX
E FGH I
J
8
四. 基本名词术语
1. 结点的度:该结点拥有的子树的数目。
2. 树的度:树中结点度的最大值。
3. 叶结点:度为0 的结点. 4. 分支结点: 度非0 的结点. 5. 层次的定义: 根结点为第一层,若某结点在第i 层,
则其孩子结点(若存在)为第i+1层.
A
第1层
B
CX
第2层
12
完全二叉树.
三.i 层最多有2i–1个结点(i1)。
2. 深度为h 的非空二叉树最多有2h -1个结点.
3. 若非空二叉树有n0个叶结点,有n2个度为2的结点,

n0=n2+1
4. 具有n个结点的完全二叉树的深度h=log2n+1.
13
二叉树的存储结构
39

A
BC D
E F GH I
对树进行先根遍历,获得的先根序列是: ABEFCDGHI
对树进行后根遍历,获得的后根序列是: EFBCGHIDA
40
2.森林的遍历
先序遍历(对森林中的每一棵树进行先根遍历)
1)若森林不空,访问森林中第一棵树的根结点; 2)先序遍历森林中第一棵树的子树森林; 3)先序遍历森林中(除第一棵树外)其余树构成的森林。
(空) 根 根 根

左 子 树
右 子 树
左 子 树
右 子 树
11
二. 两种特殊形态的二叉树
1. 满二叉树
若一棵二叉树中的结点, 或者为叶结点, 或者具有两 棵非空子树,并且叶结点都集 中在二叉树的最下面一层.这 样的二叉树为满二叉树.
2.完全二叉树
若一棵二叉树中只有最下 面两层的结点的度可以小于2, 并且最下面一层的结点(叶结 点)都依次排列在该层从左至 右的位置上。这样的二叉树为

数据结构实验报告 二叉树

数据结构实验报告 二叉树

数据结构实验报告二叉树数据结构实验报告:二叉树引言:数据结构是计算机科学中的重要基础,它为我们提供了存储和组织数据的方式。

二叉树作为一种常见的数据结构,广泛应用于各个领域。

本次实验旨在通过实践,深入理解二叉树的概念、性质和操作。

一、二叉树的定义与性质1.1 定义二叉树是一种特殊的树结构,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。

二叉树可以为空树,也可以是由根节点和左右子树组成的非空树。

1.2 基本性质(1)每个节点最多有两个子节点;(2)左子树和右子树是有顺序的,不能颠倒;(3)二叉树的子树仍然是二叉树。

二、二叉树的遍历2.1 前序遍历前序遍历是指首先访问根节点,然后按照先左后右的顺序遍历左右子树。

在实际应用中,前序遍历常用于复制一颗二叉树或创建二叉树的副本。

2.2 中序遍历中序遍历是指按照先左后根再右的顺序遍历二叉树。

中序遍历的结果是一个有序序列,因此在二叉搜索树中特别有用。

2.3 后序遍历后序遍历是指按照先左后右再根的顺序遍历二叉树。

后序遍历常用于计算二叉树的表达式或释放二叉树的内存。

三、二叉树的实现与应用3.1 二叉树的存储结构二叉树的存储可以使用链式存储或顺序存储。

链式存储使用节点指针连接各个节点,而顺序存储则使用数组来表示二叉树。

3.2 二叉树的应用(1)二叉搜索树:二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的左子树上的节点都小于根节点,右子树上的节点都大于根节点。

二叉搜索树常用于实现查找、插入和删除等操作。

(2)堆:堆是一种特殊的二叉树,它满足堆序性质。

堆常用于实现优先队列,如操作系统中的进程调度。

(3)哈夫曼树:哈夫曼树是一种带权路径最短的二叉树,常用于数据压缩和编码。

四、实验结果与总结通过本次实验,我成功实现了二叉树的基本操作,包括创建二叉树、遍历二叉树和查找节点等。

在实践中,我进一步理解了二叉树的定义、性质和应用。

二叉树作为一种重要的数据结构,在计算机科学中有着广泛的应用,对于提高算法效率和解决实际问题具有重要意义。

数据结构——- 二叉树

数据结构——- 二叉树

证明: 5.1 二叉树的概念
(1)总结点数为 ●二叉树的主要性质 n=n0+n1+n2 (2)除根结点外,每个 ●性质3: 结点都有一个边e进入 任何一棵二叉树,若其终端结点数为n0, n=e+1 度为2的结点数为n2,则n0=n2+1 (3)边e又是由度为1或2 A 的点射出,因此 e=n1+2n2 G B (4)由(2)(3) F C D n=n1+2n2+1 (5)由(4)-(1)可得 G n0=n2+1
《数据结构与算法》
★★★★★
第五章 二叉树
廊坊师范学院 数学与信息科学学院
树型结构--实例:五子棋
A
B
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E
F
C
…...........
…...........
第五章 二叉树
本章重点难点
重点: 二叉树的定义,性质,存储结 构以及相关的应用——遍历,二叉搜 索树,堆优先 队列,Huffman树等 难点: 二叉树的遍历算法及相关应用
证明: 5.1 二叉树的概念
(1)总结点数为 ●二叉树的主要性质 n=n0+n1+n2 (2)除根结点外,每个 ●性质3: 结点都有一个边e进入 任何一棵二叉树,若其终端结点数为n0, n=e+1 度为2的结点数为n2,则n0=n2+1 (3)边e又是由度为1或2 A 的点射出,因此 e=n1+2n2 G B (4)由(2)(3) F C D n=n1+2n2+1 (5)由(4)-(1)可得 G n0=n2+1
A B C E D F G
证明: 由性质4可推出
由性质2(深度为k的 二叉树,至多有2k+1-1 个结点)可知,高度 为h(k+1)的二叉树,其 有n (n>0)个结点的完全二叉树的高度为 结点个数n满足: 「log2(n+1) ,深度为「log2(n+1) -1 2h-1-1<n<=2h-1 高度:二叉树中最大叶结点的层数+1 2h-1<n+1<=2h 取对数得到: 0层 1 h-1<log2(n+1)<=h 3 1层 2 因为h是整数,所以 h= log2(n+1) 5 2层 4

数据结构 -第12周查找第3讲-二叉排序树.pdf

数据结构 -第12周查找第3讲-二叉排序树.pdf

以二叉树或树作为表的组织形式,称为树表,它是一类动态查找表,不仅适合于数据查找,也适合于表插入和删除操作。

常见的树表:二叉排序树平衡二叉树B-树B+树9.3.1 二叉排序树二叉排序树(简称BST)又称二叉查找(搜索)树,其定义为:二叉排序树或者是空树,或者是满足如下性质(BST性质)的二叉树:❶若它的左子树非空,则左子树上所有节点值(指关键字值)均小于根节点值;❷若它的右子树非空,则右子树上所有节点值均大于根节点值;❸左、右子树本身又各是一棵二叉排序树。

注意:二叉排序树中没有相同关键字的节点。

二叉树结构满足BST性质:节点值约束二叉排序树503080209010854035252388例如:是二叉排序树。

66不试一试二叉排序树的中序遍历序列有什么特点?二叉排序树的节点类型如下:typedef struct node{KeyType key;//关键字项InfoType data;//其他数据域struct node*lchild,*rchild;//左右孩子指针}BSTNode;二叉排序树可看做是一个有序表,所以在二叉排序树上进行查找,和二分查找类似,也是一个逐步缩小查找范围的过程。

1、二叉排序树上的查找Nk< bt->keybtk> bt->key 每一层只和一个节点进行关键字比较!∧∧p查找到p所指节点若k<p->data,并且p->lchild=NULL,查找失败。

若k>p->data,并且p->rchild=NULL,查找失败。

查找失败的情况加上外部节点一个外部节点对应某内部节点的一个NULL指针递归查找算法SearchBST()如下(在二叉排序树bt上查找关键字为k的记录,成功时返回该节点指针,否则返回NULL):BSTNode*SearchBST(BSTNode*bt,KeyType k){if(bt==NULL||bt->key==k)//递归出口return bt;if(k<bt->key)return SearchBST(bt->lchild,k);//在左子树中递归查找elsereturn SearchBST(bt->rchild,k);//在右子树中递归查找}在二叉排序树中插入一个关键字为k的新节点,要保证插入后仍满足BST性质。

数据结构:二叉树、平衡二叉树、红黑树详解

数据结构:二叉树、平衡二叉树、红黑树详解

数据结构:⼆叉树、平衡⼆叉树、红⿊树详解⼀、⼆叉树(binary tree)指每个节点最多含有两个⼦树的树结构。

时间复杂度为O(log N),在退化成链表的情况下时间复杂度为O(N)。

特点:1.所有节点最多拥有两个⼦节点;2.节点的左⼦树只包含⼩于当前根节点的数,节点的右⼦树只包含⼤于当前根节点的数。

缺点:只会以我们第⼀次添加的节点为根节点,如果后⾯添加的节点值都⼤于或⼩于根节点的值,在这种情况下会退化成链表。

⼆、平衡⼆叉树(Balanced Binary Tree)⼜称为AVL树,具有⼆叉树的全部特性,解决⼆叉树退化成链表情况的问题,每个节点的左⼦树和右⼦树的⾼度之差不会超过1,AVL树是严格的平衡⼆叉树,追求完全平衡,⽐较严格。

缺点:由于要求每个节点的左⼦树和右⼦树⾼度之差不超过1,这个要求⾮常严格,追求完全平衡,这就导致了在频繁插⼊和删除的场景中,可能就会导致AVL树失去平衡,AVL树就需要频繁的通过左旋右旋使其重新达到平衡,这时就会时得其性能⼤打折扣。

三、红⿊树和AVL树相⽐,红⿊树放弃追求完全平衡,⽽是追求⼤致平衡,保证每次插⼊节点最多只需要三次旋转就能达到平衡,维持平衡的耗时较少,实现起来也更为简单,它的旋转次数较少,对于频繁插⼊和删除操作的场景,相⽐AVL树,红⿊树更具优势。

特征:1.红⿊树是也是平衡⼆叉树实现的⼀种⽅式2.节点只能是⿊⾊或者红⾊,root根节点⼀定是⿊⾊3.新增时默认新增的节点是红⾊,不允许两个红⾊节点相连4.红⾊节点的两个⼦节点⼀定是⿊⾊红⿊树变换规则三种规则:1.改变节点颜⾊2.左旋转3.右旋转变⾊的情况:当前节点的⽗亲节点是红⾊,并且它的祖⽗节点的另外⼀个⼦节点(叔叔节点)也是红⾊:以当前节点为指针进⾏操作1.将⽗亲节点变为⿊⾊2.将叔叔节点变为⿊⾊3.将祖⽗节点变为红⾊4.再把指针定义到祖⽗节点进⾏旋转操作左旋转:当⽗亲节点为红⾊情况,叔叔节点为⿊⾊情况,且当前节点是右⼦树,左旋转以⽗节点作为左旋。

二叉树结构的特点

二叉树结构的特点

二叉树结构的特点二叉树是一种常见的数据结构,它具有以下特点:1. 结构简单:二叉树是一种有序树结构,每个节点最多只有两个子节点,分别称为左子节点和右子节点。

这种结构的简洁性使得二叉树在实际应用中得到广泛使用。

2. 层次性:二叉树具有明显的层次性,即树的每一层都可以通过节点间的父子关系来确定。

根节点是第一层,根节点的子节点是第二层,以此类推。

3. 有序性:在二叉树中,每个节点的左子节点小于它,右子节点大于它。

这种有序性使得二叉树在查找和排序方面具有很高的效率。

4. 高度平衡:二叉树的高度平衡性是指树的左右子树的高度差不超过1。

高度平衡的二叉树可以保证查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为O(log n)。

5. 递归性:二叉树的定义是递归的,即每个子树都是二叉树。

这种递归性质使得在二叉树上的操作可以通过递归算法来实现。

6. 存储结构灵活:二叉树的存储结构可以采用顺序存储和链式存储两种方式。

顺序存储是将二叉树的节点按照层次顺序存储在一维数组中,链式存储是通过每个节点的指针来连接各个节点。

在二叉树的基础上,还可以扩展出以下几种特殊的二叉树结构:1. 完全二叉树:完全二叉树是指除了最后一层外,其他层的节点个数都达到最大值,并且最后一层的节点依次从左到右排列。

完全二叉树的特点是高度平衡,可以用数组来存储。

2. 满二叉树:满二叉树是指每个节点都有两个子节点的二叉树,即除了叶子节点外,每个节点都有两个子节点。

满二叉树的特点是节点个数达到最大值,高度平衡。

3. 平衡二叉树:平衡二叉树是指任意节点的左右子树的高度差不超过1的二叉树。

平衡二叉树的特点是高度平衡,可以保证各种操作的时间复杂度较低。

4. 二叉搜索树:二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它具有以下性质:对于树中的任意节点,其左子树中的节点值都小于它,右子树中的节点值都大于它。

二叉搜索树的特点是可以高效地进行查找、插入和删除操作。

5. 线索二叉树:线索二叉树是对二叉树的一种扩展,它的特点是在每个节点上增加了指向前驱节点和后继节点的指针。

数据结构(二叉树)家谱管理系统教学内容

数据结构(二叉树)家谱管理系统教学内容

数据结构(二叉树)家谱管理系统数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 数据结构与算法课程设计课程代码:题目: 二叉树生成家谱年级/专业/班:学生姓名:学号:开始时间: 2015 年 12 月 09 日完成时间: 2015 年 12 月 29 日课程设计成绩:指导教师签名:年月日目录(小三黑体,居中)1 需求分析 (6)1.1任务与分析 (6)1.2测试数据 (6)2 概要设计 (7)2.1 ADT描述 (7)2.2程序模块结构 (8)2.3各功能模块 (9)3 详细设计 (11)3.1结构体定义 (11)3.2 初始化 (12)3.3 插入操作 (14)3.4 查询操作 (17)4 调试分析 (19)5 用户使用说明 (20)6 测试结果 (20)结论 (25)附录 (26)参考文献 (27)摘要随着计算机科学技术、计算机产业的迅速发展,计算机的应用普及也在以惊人的速度发展,计算机应用已经深入到人类社会的各个领域。

计算机的应用早已不限于科学计算,而更多地应用在信息处理方面。

计算机可以存储的数据对象不再是纯粹的数值,而扩展到了字符、声音、图像、表格等各种各样的信息。

对于信息的处理也不再是单纯的计算,而是一些如信息存储、信息检索等非数值的计算。

那么,现实世界的各种数据信息怎样才能够存储到计算机的内存之中,对存入计算机的数据信息怎样进行科学处理,这涉及计算机科学的信息表示和算法设计问题。

为解决现实世界中某个复杂问题,总是希望设计一个高效适用的程序。

这就需要解决怎样合理地组织数据、建立合适的数据结构,怎样设计适用的算法,以提高程序执行的时间效率和空间效率。

“数据结构”就是在此背景下逐步形成、发展起来的。

在各种高级语言程序设计的基本训练中,解决某一实际问题的步骤一般是:分析实际问题;确定数学模型;编写程序;反复调试程序直至得到正确结果。

所谓数学模型一般指具体的数学公式、方程式等,如牛顿迭代法解方程,各种级数的计算等。

数据结构树和二叉树知识点总结

数据结构树和二叉树知识点总结

数据结构树和二叉树知识点总结
1.树的概念:树是一种非线性的数据结构,由节点和边构成,每个节点只能有一个父节点,但可以有多个子节点。

2. 二叉树的概念:二叉树是一种特殊的树结构,每个节点最多只有两个子节点,一个是左子节点,一个是右子节点。

3. 二叉树的遍历:二叉树的遍历分为前序遍历、中序遍历和后序遍历三种方式。

前序遍历是先访问根节点,再访问左子树,最后访问右子树;中序遍历是先访问左子树,再访问根节点,最后访问右子树;后序遍历是先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点。

4. 二叉搜索树:二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它满足左子树中所有节点的值均小于根节点的值,右子树中所有节点的值均大于根节点的值。

因此,二叉搜索树的中序遍历是一个有序序列。

5. 平衡二叉树:平衡二叉树是一种特殊的二叉搜索树,它的左子树和右子树的高度差不超过1。

平衡二叉树的插入和删除操作可以保证树的平衡性,从而提高树的查询效率。

6. 堆:堆是一种特殊的树结构,它分为最大堆和最小堆两种。

最大堆的每个节点的值都大于等于其子节点的值,最小堆的每个节点的值都小于等于其子节点的值。

堆常用于排序和优先队列。

7. Trie树:Trie树是一种特殊的树结构,它用于字符串的匹配和检索。

Trie树的每个节点代表一个字符串的前缀,从根节点到叶子节点的路径组成一个完整的字符串。

以上是数据结构树和二叉树的一些基本知识点总结,对于深入学
习数据结构和算法有很大的帮助。

计算机数据结构知识点梳理 二叉树的定义及其主要特征

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。

【数据结构】二叉树

【数据结构】二叉树

【数据结构】⼆叉树【⼆叉树】 ⼆叉树是最为简单的⼀种树形结构。

所谓树形结构,其特征(部分名词的定义就不明确给出了,毕竟不是学术⽂章。

)在于: 1. 如果是⾮空的树形结构,那么拥有⼀个唯⼀的起始节点称之为root(根节点) 2. 除了根节点外,其他节点都有且仅有⼀个“⽗节点”;除此外这些节点还都可以有0到若⼲个“⼦节点” 3. 树中的所有节点都必须可以通过根节点经过若⼲次后继操作到达 4. 节点之间不会形成循环关系,即任意⼀个节点都不可能从⾃⾝出发,经过不重复的径路再回到⾃⾝。

说明了树形结构内部蕴含着⼀种“序”,但是不是线性表那样的“全序” 5. 从树中的任意两个节点出发获取到的两个任意⼦树,要不两者⽆交集,要不其中⼀者是另⼀者的⼦集 限定到⼆叉树,⼆叉树就是任意⼀个节点⾄多只能有两个⼦节点的树形结构。

也就是说,某个节点的⼦节点数可以是0,1或2。

由于可以有两个⼦节点,所以区别两个⼦节点可以将其分别定义为左⼦节点和右⼦节点。

但是需要注意的是,若⼀个节点只有⼀个⼦节点,那么也必须明确这个⼦节点是左⼦节点还是右⼦节点。

不存在“中⼦节点”或者“单⼦节点”这种表述。

由于上述规则对所有节点都⽣效,所以⼆叉树也是⼀个递归的结构。

事实上,递归就是⼆叉树⼀个⾮常重要的特点,后⾯还会提到很多通过递归的思想来建⽴的例⼦。

对于左⼦节点作为根节点的那颗⼆叉树被称为相对本节点的左⼦树,右⼦树是同理。

■ 基本概念 空树 不包含任何节点的⼆叉树,连根节点也没有 单点树 只包含⼀个根节点的⼆叉树是单点树 ⾄于兄弟关系,⽗⼦关系,长辈后辈关系是⼀⾔既明的就不说了。

树中没有⼦节点的节点被称为树叶(节点),其余的则是分⽀节点。

⼀个节点的⼦节点个数被称为“度数”。

正如上所说,⼆叉树任意节点的度数取值可能是0,1或2。

节点与节点之间存在关联关系,这种关联关系的基本长度是1。

通过⼀个节点经过若⼲个关联关系到达另⼀个节点,经过的这些关联关系合起来被称为⼀个路径。

数据结构课程设计题目汇总及要求

数据结构课程设计题目汇总及要求

数据结构课程设计题目课程设计题一:线性表子系统一.设计目的:1.掌握线性表的特点2.掌握线性表的顺序存储结构和链式存储结构的基本运算3.掌握线性表的基本操作二.设计内容和要求:1.设计一个选择式菜单。

线性表子系统******************************************************* 1 ……建表** 2 ……插入** 3 ……删除** 4 ……显示** 5 ……查找** 6 ……求表长** 0 ……返回*******************************************************请选择菜单号(0…6):2.采用单链表创建线性表。

3.在线性表中实现插入、删除元素,显示线性表中所有元素,查找元素和求线性表长的基本操作。

课程设计题二:栈子系统一.设计目的:1.掌握栈的特点及其描述方法2.掌握链式存储结构实现一个栈3.掌握链栈的各种基本操作4.掌握栈的典型应用的算法二.设计内容和要求:1.设计一个选择式菜单。

栈子系统****************************************************** * 1 ……入栈* * 2 ……出栈* * 3 ……显示* * 4 ……数制转换* * 0 ……返回* ****************************************************** 请选择菜单号(0…4):2.设计一个整型数据元素的链栈。

3.编写入栈、出栈和显示栈中全部元素的程序。

4.编写一个把十进制数转换成八进制数的应用程序。

课程设计题三:队列子系统一.设计目的:1.掌握队列的特点及其描述方法2.掌握链式存储结构实现一个队列3.掌握队列的各种基本操作4.掌握队列简单应用的算法二.设计内容和要求:1.设计一个选择式菜单。

队列子系统******************************************************* 1 ……入队** 2 ……出队** 3 ……读队首元素** 4 ……显示** 5 ……报数问题** 0 ……退出*******************************************************请选择菜单号(0…5):2.设计一个整型数据元素的链队列。

数据结构二叉树知识点总结

数据结构二叉树知识点总结

数据结构二叉树知识点总结二叉树是指每个节点最多有两个子节点的树结构。

它是一种重要的数据结构,在算法和程序设计中被广泛应用。

下面是对二叉树的主要知识点进行详细总结。

1.二叉树的基本概念:-树节点:树的基本单元,包含数据项(节点值)和指向其他节点的指针。

-根节点:树的第一个节点。

-叶节点(又称为终端节点):没有子节点的节点。

-子节点:一些节点的下一级节点。

-父节点:一些节点的上一级节点。

-兄弟节点:拥有同一父节点的节点。

-深度:从根节点到当前节点的路径长度。

-高度:从当前节点到最远叶节点的路径长度。

2.二叉树的分类:-严格二叉树:每个节点要么没有子节点,要么有两个子节点。

-完全二叉树:除了最后一层外,其他层的节点数都达到最大,并且最后一层的节点依次从左到右排列。

-满二叉树:每个节点要么没有子节点,要么有两个子节点,并且所有叶节点都在同一层上。

-平衡二叉树:任意节点的两棵子树的高度差不超过13.二叉树的遍历:-前序遍历:根节点->左子树->右子树。

递归实现时,先访问当前节点,然后递归遍历左子树和右子树。

-中序遍历:左子树->根节点->右子树。

递归实现时,先递归遍历左子树,然后访问当前节点,最后递归遍历右子树。

-后序遍历:左子树->右子树->根节点。

递归实现时,先递归遍历左子树,然后递归遍历右子树,最后访问当前节点。

-层序遍历:从上到下,从左到右依次访问每个节点。

使用队列实现。

4.二叉查找树(BST):-二叉查找树是一种有序的二叉树,对于树中的每个节点,其左子树的节点的值都小于当前节点的值,右子树的节点的值都大于当前节点的值。

-插入操作:从根节点开始,递归地比较要插入的值和当前节点的值,根据比较结果向左或向右移动,直到找到插入位置为止。

-查找操作:从根节点开始,递归地比较要查找的值和当前节点的值,根据比较结果向左或向右移动,直到找到目标节点或到叶节点。

-删除操作:有三种情况:-被删除节点是叶节点:直接将其删除。

数据结构与算法(3):二叉树

数据结构与算法(3):二叉树
证!
1.3.3 性质三
包含n个结点的二二叉树的高高度至至少为log2(n + 1);
证明:根据"性质2"可知,高高度为h的二二叉树最多有2{h}–1个结点。反之,对于包含n个节点的二二
叉树的高高度至至少为log2(n + 1)。
1.3.4 性质四
对任何一一颗二二叉树T,如果其终端结点数为n0 ,度为2的结点数为n2 ,则n0 = n2 + 1 证明:因为二二叉树中所有结点的度数均不不大大于2,所以结点总数(记为n)="0度结点数(n0)" + "1度 结点数(n1)" + "2度结点数(n2)"。由此,得到等式一一。(等式一一) n = n0 + n1 + n2
}
还有一一种方方式就是利利用用栈模拟递归过程实现循环先序遍历二二叉树。这种方方式具备扩展性,它模拟 了了递归的过程,将左子子树不不断的压入入栈,直到null,然后处理理栈顶节点的右子子树。
java
public void preOrder(Node root){ if(root==null)return;
2. 叶子子数为2h 3. 第k层的结点数是:2k−1; 4. 总结点数是2k − 1,且总节点数一一定是奇数。
1.4.2 完全二二叉树
定义:一一颗二二叉树中,只有最小小面面两层结点的度可以小小于2,并且最下一一层的叶结点集中在靠左 的若干干位置上。这样现在最下层和次下层,且最小小层的叶子子结点集中在树的左部。显然,一一颗 满二二叉树必定是一一颗完全二二叉树,而而完全二二叉树未必是满二二叉树。
} root = s.pop(); root = root.right;//如果是null,出栈并处理理右子子树 } }

数据结构之二叉树PPT

数据结构之二叉树PPT

2015年5月16日星期六
12
二叉树性质
3. 任何一颗二叉树,度为0的结点比度为2的结点 多一个。
证明:设有n个结点的二叉树的度为0、1、2的结点数分 别为=n0,n1,n2,n=n0 +n1 +n2 (公式1) 设边数为e。因为除根以外,每个结点都有一条边进入, 故n=e+1。 由于这些边是有度为1和2的结点射出的,因此e=n1+ 2*n2,于是n=e+1= n1 +2*n2 +1(公式2) 因此由公式(1)(2)得 n0+n1+n2=n1+2*n2+1 即n0 =n2 +1
}
2015年5月16日星期六
21
由二叉树的先序和中序序列建树
仅知二叉树的先序序列“abcdefg” 不能唯 一确定一棵二叉树,
如果同时已知二叉树的中序序列“cbdaegf”,
则会如何?
二叉树的先序序列
二叉树的中序序列
2015年5月16日星期六
根 左子树 右子树 左子树 根 右子树
22
例如:
a b c d e f g c b d a e g f
2015年5月16日星期六
10
二叉树性质
2、满二叉树定理的推论: 一棵非空二叉树空子树 的数目等于其结点数目加1。
证明1:设二叉树T,将其所有空子树换成叶结点,把新 的二叉树记为T‘。所有原来树T的结点现在是树T’的分支 结点。 根据满二叉树定理,新添加的叶结点数目等于树T的 结点数目加1, 而每个新添加的叶结点对应树T的一棵空子树,因此 树T中空子树的数目等于树T中结点数目加1。
29
顺序存储

非完全二叉树在置空值而转换为完全二叉树存储 CEDJFX//K/G/I/////L

数据结构:查找子系统

数据结构:查找子系统

数据结构:查找子系统在计算机科学中,数据结构是组织和存储数据的方式,而查找子系统则是数据结构中一个至关重要的部分。

它就像是在一个巨大的仓库中寻找特定的物品,我们需要高效且准确的方法来完成这个任务。

想象一下,我们有一个装满各种物品的大仓库,要在其中找到一件特定的东西。

如果这些物品随意堆放,没有任何规律,那么找到我们想要的东西将会非常困难,可能需要花费大量的时间和精力。

同样,在计算机中存储的数据如果没有经过合理的组织和管理,查找特定的数据也会变得十分低效。

查找子系统的主要任务就是在给定的数据集合中快速准确地找到我们需要的特定数据元素。

为了实现这个目标,人们设计了多种不同的数据结构和查找算法。

一种常见的数据结构是数组。

数组就像是一排整齐排列的盒子,每个盒子都有一个固定的位置,可以通过索引直接访问。

如果我们知道要查找的数据在数组中的位置,那么查找操作就非常快速,时间复杂度为 O(1)。

但如果我们不知道位置,而需要逐个元素进行比较查找,那么在最坏的情况下,时间复杂度会达到O(n),其中n 是数组的长度。

另一种常用的数据结构是链表。

链表中的元素通过指针连接在一起,不像数组那样有固定的位置。

在链表中进行查找,需要从链表的头部开始逐个节点进行比较,平均情况下的时间复杂度也是 O(n)。

然而,当数据量较大且查找操作频繁时,上述简单的数据结构可能无法满足高效查找的需求。

这时,就出现了一些更复杂的数据结构,比如二叉搜索树。

二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它具有这样的性质:对于树中的每个节点,其左子树中的所有节点的值都小于该节点的值,右子树中的所有节点的值都大于该节点的值。

利用这个性质,我们在二叉搜索树中进行查找时,可以通过比较要查找的值和当前节点的值,决定向左子树还是向右子树继续查找。

在平衡的二叉搜索树中,查找的时间复杂度可以达到 O(log n),这比数组和链表的查找效率在大多数情况下都要高。

除了二叉搜索树,还有一种被广泛使用的数据结构叫做哈希表。

数据结构课程设计-二叉树

数据结构课程设计-二叉树

《数据结构》课程设计说明书二叉平衡树算法实现班级组别:二指导老师:完成时间:2019.6.19 组长:学号:05 组员1:学号:33 组员2:学号:组员3:学号:成绩:目录目录一、课题设计任务 (2)二、任务分析 (2)1. 数据逻辑结构(算法描述) (2)2. 关键算法思想 (3)三、概要设计(总体设计) (3)四、详细设计 (4)1. 数据存储结构 (4)2. 各模块流程图及算法 (5)3. 算法效率分析 (9)五、测试 (10)1. 删除 (10)2. 查找 (10)3. 遍历 (10)六、课程设计心得 (10)七、参考文献 (11)八、附录 (11)一、课题设计任务针对给定的序列建立存储结构,实现各种遍历;实现树的生成,实现数据的查找、插入、删除,输出各种遍历。

二、任务分析1.数据逻辑结构(算法描述)//中序--递归void InorderTra(PNode root) {if (root) {InorderTra(root->leftChild); //中序遍历左子树printf("%d\t", root->keyValue); //访问根节点InorderTra(root->rightChild); //中序遍历右子数}}//前序--递归void PreOrderTra(PNode root) {if (root != NULL) {printf("%d\t", root->keyValue); //访问根节点PreOrderTra(root->leftChild); //前序遍历左子树PreOrderTra(root->rightChild); //前序遍历右子数}}//后序--递归void PostOrderTra(PNode root) {if (root) {PostOrderTra(root->leftChild); //后序遍历左子树PostOrderTra(root->rightChild); //后序遍历右子树printf("%d\t", root->keyValue); //访问根节点}}//求树的最大深度int getDeep(PNode root) {if (!root) {return 0;}int leftDeep = getDeep(root->leftChild) + 1;int rightDeep = getDeep(root->rightChild) + 1;return leftDeep > rightDeep ? leftDeep : rightDeep;}//从根节点开始打印出所有层void printByLevel(PNode root, int deep) {for (int i = 0; i < deep; i++) {LevelOrderTra(root, i);}printf("\n");}2.关键算法思想树的生成过程保持左右平衡,插入删除过程中保证树的平衡。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

./**题目:按屏幕提示用前序方法建立一棵二叉树,并能按凹入法显示二叉树结构。

* 编写前序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历程序。

* 编写求二叉树的叶结点数、总结点数和深度的程序。

* 设计一个选择式菜单,以菜单方式选择下列操作。

* 二叉树子系统* ******************************** * 1------建二叉树** * 2------凹入显示** * 3------先序遍历** * 4------中序遍历** * 5------后序遍历** * 6------层次遍历** * 7------求叶子数** * 8------求结点数** * 9------求树深度** * 0------返回** ******************************** 请选择菜单号(0--9)*/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct bTree //二叉树结点{char data; //值域struct bTree *lchild; //左孩子struct bTree *rchild; //右孩子}BT;BT *createTree();void showTree(BT *t);void preOrder(BT *t);void postOrder(BT *t);void inOrder(BT *t);void levelOrder(BT *t);int leafNum(BT *t);int nodeNum(BT *t);int treeDepth(BT *t);/************************************************* Function: main()Description: 主调函数'..Calls: createTree()showTree()preOrder()postOrder()inOrder()leafNum()levelOrder()nodeNum()treeDepth()Input: NULLReturn: voidOthers: NULL*************************************************/ void main(){BT *t = NULL;int choice, k = 1;while (k){printf(\二叉树子系统\n);printf(*******************************\n);printf(* 1------建二叉树*\n);printf(* 2------凹入显示*\n);printf(* 3------先序遍历*\n);printf(* 4------中序遍历*\n);printf(* 5------后序遍历*\n);printf(* 6------层次遍历*\n);printf(* 7------求叶子数*\n);printf(* 8------求结点数*\n);printf(* 9------求树深度*\n);printf(* 0------返回*\n);printf(*******************************\n);牰湩晴尨请选择菜单号(0--9):);fflush(stdin);scanf(%d, &choice);switch(choice){case 1:牰湩晴尨请输入根结点('0'表示该结点为空):);t = createTree();牰湩晴尨二叉树建立成功。

\n);break;'..case 2:showTree(t);break;case 3:牰湩晴尨先序遍历序列:);if (t == NULL){牰湩晴尨空。

\n);}else{preOrder(t);}break;case 4:牰湩晴尨中序遍历序列:);if (t == NULL){牰湩晴尨空。

\n);}else{inOrder(t);}break;case 5:牰湩晴尨后序遍历序列:);if (t == NULL){牰湩晴尨空。

\n);}else{postOrder(t);}break;case 6:牰湩晴尨层次遍历序列:);if (t == NULL){牰湩晴尨空。

\n);}else{'..levelOrder(t);}break;case 7:牰湩晴尨该二叉树的叶子数:);if (t == NULL){printf(。

\n);}else{printf(%d。

\n, leafNum(t));}break;case 8:牰湩晴尨该二叉树的结点数为:);if (t == NULL){printf(。

\n);}else{printf(%d。

\n, nodeNum(t));}break;case 9:牰湩晴尨该二叉树的深度为:);if (t == NULL){printf(。

\n);}else{printf(%d。

\n, treeDepth(t));}break;case 0:k = 0;break;default:k = 1;break;}}'..}/************************************************* Function: createTree()Description: 建立二叉树Calls: createTree()Input: NULLReturn: BT *Others: NULL*************************************************/ BT *createTree() //建立二叉树{BT *t;char x;getchar();scanf(%c, &x); //获取输入的结点值if (x == '0') //输入的值为零,结点为空{t = NULL;}else{t = (BT *)malloc(sizeof(BT));t->data = x; //赋值牰湩晴尨请输入结点%c的左孩子:, t->data);t->lchild = createTree(); //递归建立左孩子牰湩晴尨请输入结点%c的右孩子:, t->data);t->rchild = createTree(); //递归调用}return t;}/*************************************************Function: showTree()Description: 凹入显示二叉树Calls: voidInput: t:结点指针Return: voidOthers: NULL*************************************************/void showTree(BT *t) //显示二叉树'..{BT *sta[100], *p;int lev[100][2]; //第一个空存要空的长度,第二空存左右孩子的标示int tp, n, i, wid = 4;if (t != NULL) //结点非空{牰湩晴尨凹入表示法:\n);tp = 1;sta[tp] = t; //将各个结点的指针放在指针数组中lev[tp][0] = wid; //显示的前面的空白长度while (tp > 0){p = sta[tp];n = lev[tp][0];//显示for (i = 0; i< n; i++){printf( );}printf(%c, p->data);for (i = n+1; i < 30; i+=2){牰湩晴尨▄);}printf(\);tp--;//记录左右孩子if (p->lchild != NULL){tp++;sta[tp] = p->lchild;lev[tp][0] = n+wid;lev[tp][1] = 1;}if (p->rchild != NULL){tp++;sta[tp] = p->rchild;lev[tp][0] = n+wid;'..lev[tp][1] = 2;}}}}/************************************************* Function: preOrder()Description: 先序遍历Calls: preOrder()Input: t:结点指针Return: voidOthers: NULL*************************************************/void preOrder(BT *t) //先序遍历{if (t) //结点不为空{printf(<, t->data); //显示preOrder(t->lchild); //递归调用preOrder(t->rchild);}}/************************************************* Function: postOrder()Description: 后序遍历Calls: postOrder()Input: t:结点指针Return: voidOthers: NULL*************************************************/ void postOrder(BT *t) //后序遍历{if (t) //结点不为空{postOrder(t->lchild);postOrder(t->rchild);printf(<, t->data); //显示}}/************************************************* Function: inOrder()'..Description: 中序遍历Calls: inOrder()Input: t:结点指针Return: voidOthers: NULL*************************************************/ void inOrder(BT *t) //中序遍历{if (t) //结点不为空{inOrder(t->lchild);printf(<, t->data); //显示inOrder(t->rchild);}}/************************************************* Function: levelOrder()Description: 层次遍历Calls: voidInput: t:结点指针Return: voidOthers: NULL*************************************************/void levelOrder(BT *t) //层次遍历{int i, j;BT *q[100]; //指针数组BT *p;p = t;if (p != NULL) //结点非空{i = 1;q[i] = p;j = 2;}while (i != j) //先将每个结点的指针存入指针数组中,在显示出来{p = q[i];printf(<, p->data);'..if (p->lchild != NULL) //左孩子非空{q[j] = p->lchild;j++;}if (p->rchild != NULL) //左孩子非空{q[j] = p->rchild;j++;}i++; //为了显示下一个结点}}/************************************************* Function: leafNum()Description: 求二叉树叶子数Calls: leafNum()Input: t:结点指针Return: intOthers: NULL*************************************************/int leafNum(BT *t) //叶子数{int i = 0;if (t->lchild == NULL && t->rchild == NULL) //左右孩子都为空{i++;}else{i = leafNum(t->lchild) + i; //递归访问左孩子的叶子数i = leafNum(t->rchild) + i;}return i;}/************************************************* Function: nodeNum()Description: 求二叉树结点数Calls: nodeNum()'..Input: t:结点指针Return: intOthers: NULL*************************************************/ int nodeNum(BT *t) //结点数{int i = 0;if (t) //结点不为空{i++;i = nodeNum(t->lchild) + i;i = nodeNum(t->rchild) + i;}return i;}/************************************************* Function: treeDepth()Description: 求二叉树的深度Calls: treeDepth()Input: t:结点指针Return: intOthers: NULL*************************************************/ int treeDepth(BT *t) //二叉树的深度{int ldep, rdep;if (t == NULL) //结点不为空{return 0;}else{ldep = treeDepth(t->lchild);rdep = treeDepth(t->rchild);if (ldep > rdep) //左深度大于右深度{return ldep+1; //返回左深度的值}else'..{return rdep+1;}}}'.。

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