数据结构(二)之二叉树

基础概念  

  二叉树(binary tree)是一棵树,其中每个结点都不能有多于两个儿子。

  二叉排序树或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树:

    (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值;

    (2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值;

    (3)左、右子树也分别为二叉排序树;

 

二叉树的遍历

  二叉树的遍历是指从根节点出发,按照某种次序依次访问二叉树中所有结点,使得每个结点被访问一次且仅被访问一次。二叉树的遍历方式有很多,主要有前序遍历,中序遍历,后序遍历。

前序遍历

  前序遍历的规则是:若二叉树为空,则空操作返回,否则先访问根节点,然后前序遍历左子树,再前序遍历右子树

 

中序遍历

   中序遍历的规则是:若树为空,则空操作返回;否则从根节点开始(注意并不是先访问根节点),中序遍历根节点的左子树,然后是访问根节点,最后中序遍历右子树。可以看到,如果是二叉排序树,中序遍历的结果就是个有序序列。

 

 

后序遍历

  后序遍历的规则是:若树为空,则空操作返回;然后先遍历左子树,再遍历右子树,最后访问根结点,在遍历左、右子树时,仍然先遍历左子树,然后遍历右子树,最后遍历根结点。

 

删除结点

  对于二叉排序树的其他操作,比如插入,遍历等,比较容易理解;而删除操作相对复杂些。对于要删除的结点,有以下三种情况:

    1.叶子结点;

    2.仅有左子树或右子树的结点;

    3.左右子树都有结点;

  对于1(要删除结点为叶子结点)直接删除,即直接解除父节点的引用即可,对于第2种情况(要删除的结点仅有一个儿子),只需用子结点替换掉父节点即可;而对于要删除的结点有两个儿子的情况,比较常用处理逻辑为,在其子树中找寻一个结点来替换,而这个结点我们成为中序后继结点。

 

 

  可以看到,我们找到的这个用来替换的结点,可以是删除结点的右子树的最小结点(6),也可以是其左子树的最大结点(4),这样可以保证替换后树的整体结构不用发生变化。为什么称为中序后继结点呢?我们来看下这棵树的中序遍历结果 1-2-3-4-5-6-7-8-9。可以很清晰的看到,其实要找的这个结点,可以是结点5的前驱或者后继。

代码实现

  二叉树的基本操作

执行结果

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前序遍历:
5 2 1 3 8 6 10 
中序遍历:
1 2 3 5 6 8 10 
后序遍历:
1 3 2 6 10 8 5 
找到结点,其值为:10
删除结点8,中序遍历:5 2 1 3 10 6 
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