二叉樹的一些概念

2021-06-01 18:18:06 字數 1244 閱讀 8999

1、滿二叉樹:樹內的任何結點,或為樹葉(圖1中2689),或有兩個非空子樹。

滿二叉樹定理:非空滿二叉樹樹葉的數目等於其分支結點數目加1。

此外,乙個二叉樹第i層(根節點為0層)最多能有2的i次方個結點。

圖12、平衡二叉樹:如果樹中任何結點的兩個子樹高度差是0或者1。

對於圖1來說結點1左子樹高度為1,右子樹高度為4,所以它不是平衡的。

圖2為乙個平衡二叉樹:

圖23、 完全二叉樹:

若設二叉樹的高度為h,除第 h 層外,其它各層 (1~h-1) 的結點數都達到最大個數,第 h 層所有的節點都連續集中在最左邊,這就是完全二叉樹。

完全二叉樹是由滿二叉樹而引出來的。對於深度為k的,有n個結點的二叉樹,當且僅當其每乙個結點都與深度為k的滿二叉樹中編號從1至n的結點一一對應時稱之為完全二叉樹。

若一棵二叉樹至多只有最下面的兩層上的結點的度數可以小於2,並且最下層上的結點都集中在該層最左邊的若干位置上,則此二叉樹成為完全二叉樹。

看來完全二叉樹首先得是平衡的,還要滿足乙個條件,最後一層的節點集中在左部分。對於圖2來說就是個完全二叉樹,但如果將結點6改為7的右子樹,那麼就不是乙個完全二叉樹,但是仍滿足平衡的條件。

4、二叉搜尋樹(有序二叉樹):

對於樹中每個結點n,所有儲存在該結點左子樹中的值小於n中儲存的值,而所有儲存在n右子樹中的值都大於n結點中的值。

結點鍵值的前驅,是它左子樹中最右側結點的鍵值。類似,它的後繼,是它右子樹中最左側結點中的鍵值。

圖1中的結點數字只是標號,並不代表所儲存的值。

二叉搜尋樹的遍歷:

5、堆(一種特殊的二叉樹,可以用來表示陣列):

堆本質是乙個完全二叉樹。按照結點資訊存放的關係分為最大堆、最小堆。

最大堆:每一結點值不比儲存在它所有子樹中的結點存放的值小。圖2就是個最大堆。

乙個隨意儲存資訊的完全二叉樹,通過調整結點的位置滿足最大堆或最小堆的過程,叫做恢復堆屬性。

堆屬性恢復後的結果不唯一,所以一組數可能有多種方式存放在堆中。

對於乙個陣列,先將其存入完全二叉樹中,然後:

1、恢復堆屬性(假設為最大堆);

2、如果根結點不是最後結點,將根結點與最後結點位置交換;

3、去掉最後結點,將其值存入陣列尾部;

4、對於剩餘的樹重新執行1-3,直到值完全取出。

則得到的陣列為原有陣列的從小到大的排序,這種排序方式就是堆排序。

對於乙個能夠實現堆排序的堆類來說,至少需要以下方法:結點新增並滿足堆屬性、根結點下移動、尾部結點刪除、恢復堆屬性等。

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