(数据结构)二叉查找树

,是一种数据结构。它是由n个有限节点组成一个具有层次关系的集合。

特点

  • 每个节点有0个或多个子节点。
  • 没有父节点的节点称为根节点。
  • 每一个非根节点有且只有一个父节点。
  • 除了根节点外,每一个子节点可以分为多个不相交的子树。

树的基本术语

  1. 节点的度:节点拥有的子树的数目。
  2. 叶子:度为零的节点。
  3. 分支节点:度不为零的节点。
  4. 树的度:树中节点的最大的度。
  5. 层次:根节点的层次为1,其余节点的层次等于该节点的双亲的层次加1。
  6. 树的高度:树中节点的最大层次。
  7. 无序树:如果树中节点的各子树之间的次序是不重要的,可以交换位置。
  8. 有序树:如果树中节点的各子树之间的次序是重要的,不可以交换位置。
  9. 森林:0个或多个不相交的树组成。对森林加上一个根,森林就成了树。删去根,树就成了森林。

二叉树,二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。所以二叉树可以有五种基本形态:如图

二叉树的性质

  1. 二叉树第i层上的节点数目最多为2^(i-1)。   {i>=1}

    证明:当i=1时,第一层! 2^0=1,第一层只有一个根节点,所以成立。

                当i>1时,节点数目最多2^(i-1)。

  2. 深度为k的二叉树节点数目至多有2^k-1。    {k>=1}
  3. 包含n个节点的二叉树的高度至少为log2(n+1)。
  4. 在任意一个二叉树中,若终端节点的个数为n0,度为2的节点数为n2,则n0=n2+1.
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满二叉树,完全二叉树和二叉查找树

1.满二叉树

定义:高度为h,并且有2^h-1个节点的二叉树,叫做满二叉树。

2.完全二叉树

定义:二叉树中,只有最下面两层节点的度可以小于2,并且最下一层的叶节点集中在靠左的若干位置上,这样的二叉树称之为完全二叉树。

特点:叶子只能出现在最下层和次下层,且最下层的叶子节点集中在树的左部。

            显然一棵满二叉树一定是完全二叉树,但是一个完全二叉树不一定是满二叉树。

3.二叉查找树

定义:二叉查找树又称为二叉搜索树。设x为二叉查找树的一个节点,x节点包含关键字key,节点x的key值叫做key[x]。如果y是x的左子树中的一个节点,则key[y]<key[x]。如果y是x的右子树中的一个节点,则key[y]>key[x]。

特点:若任意节点的左子树不空,则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值。

            若任意节点的右子树不空,则右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值。

            任意节点的左、右子树,也分别是二叉查找树。

            没有键值相等的节点。

遍历

前序遍历

  1. 访问根节点
  2. 先序遍历左子树
  3. 先序遍历右子树

中序遍历

  1. 中序遍历左子树
  2. 访问根节点
  3. 中序遍历右子树

后序遍历

  1. 后序遍历左子树
  2. 后序遍历右子树
  3. 访问根节点

前序遍历结果:3 1 2 5 4 6

中序遍历结果:1 2 3 4 5 6

后序遍历结果:1 2 4 6 5 3

前驱和后继:

节点的前驱  是该节点的左子树中最大的节点

节点的后继  是该节点的右子树中最小的节点

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