数据结构之二叉树

二叉树的分类
满二叉树:除最后一层无任何子节点外,每一层上的所有结点都有两个子结点。
完全二叉树:除了最下面一层,其他层结点都是饱满的,并且最下层上的结点都集中在该层最左边的若干位置上。(满二叉树也是完全二叉树)
非完全二叉树:既不是满二叉树,也非完全二叉树。

图1

二叉树的遍历
前序遍历(先根遍历):根左右。
后序遍历(后根遍历):左右根。
中序遍历(中根遍历):左跟右。
层次遍历:一层一层自左向右。

图2

图中前序遍历结果是:1,2,4,5,7,8,3,6;
图中中序遍历结果是:4,2,7,8,5,1,3,6;
图中后序遍历结果是:4,8,7,5,2,6,3,1;
图中层次遍历结果是:1,2,3,4,5,6,7,8;

树和二叉树的转换
将树的孩子结点转成二叉树的左子结点,树的兄弟结点转成二叉树的右子结点。

图3

二叉树的一些重要特性
1、在二叉树的第i层上最多有2^(n-1)个结点(i>=1);
例:
以图1为例:任一图中第2层,最多只能有2个结点。验证正确!
2、深度为k的二叉树最多有2^k - 1个结点(K>=1);
例:
以图1为例:图中所有二叉树深度为3,因此,该些二叉树最多有2^3 -1 = 7个结点,验证正确!
3、对任何一颗二叉树,如果其叶子结点数为n0,度为2的结点数为n2,则n0 = n2 + 1;
例:
以图1为例:看最后一个非完全二叉树,图中所示,叶子结点n0 = 2;度为2的结点n2 = 1(结点2);则2 = 1 + 1。验证正确!
4、如果对一颗有n个结点的完全二叉树的结点按层序编号(从第1层到⌊log2n⌋ + 1层,每层从左到右),则对任一结点i(1<=i<=n),(⌊⌋向下取整符号) 有:
如果i=1,则结点i无父节点,是二叉树的根;如果i>1,则父节点是⌊i/2⌋ ;
例:
以图1左侧的完全二叉树为例:若i = 3,则i > 1,⌊3/2⌋ = 1,3的根结点为1。验证正确!
如果2i>n,则结点i为叶子结点,无左子结点;否则,其左子结点是结点2i;
例:
以图1左侧的完全二叉树为例:若i = 3,因 n = 5,则2i>n,由此推出3为叶子结点。若i = 2,因 n = 5,则2i<n,由此推出2的左子结点为4。验证正确!
如果2i+1>n,则结点i无右子结点,否则,其右子结点是结点2i + 1。
例:
以图1左侧的完全二叉树为例:上一条否命题求出了左子树结点,而这条正好求出了右子树结点。结点i=2的右子树结点为5,验证正确!

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