Compreenda o conceito e a natureza das árvores em estruturas de dados

Se você quiser aprender bem a árvore na estrutura de dados, deve entender os conceitos básicos da árvore, caso contrário, ficará cada vez mais caótico.

Introdução à árvore

Árvore: É um conjunto finito de n (n> = 0) nós. Quando n = 0, é chamado de árvore vazia. A árvore é uma estrutura lógica

E qualquer árvore não vazia deve satisfazer:
1) Há um e apenas um específico chamado raiz

2) Quando n> 1, os nós restantes podem ser divididos em m (m> 0) conjuntos finitos sem interseção, cada um dos quais é uma árvore, chamada de subárvore do nó raiz

Conclusão: Existem apenas n-1 arestas em uma árvore com n nós

A figura a seguir é um exemplo para entender o conceito da árvore

Insira a descrição da imagem aqui

Conceito básico de árvore

1. Nó ancestral e nó descendente: se k é o nó descendente, ABE é o nó ancestral de k

2. Nó pai e nó filho: Se k é o nó filho de E, e E é o nó pai de k

3. Nó irmão: o nó que tem os mesmos pais é chamado de nó irmão, como K e L são nós irmãos

4. Grau: O número de nós filhos de um nó na árvore é chamado de grau do nó, por exemplo, o grau do nó B é 2

5. O grau da árvore: o grau máximo na árvore é chamado de grau da árvore, conforme mostrado na figura acima, o grau da árvore é 3

6. Nós de ramificação: nós com grau maior que 0 são chamados de nós de ramificação (nós com filhos), como ABCDE

7. Nós folha: nós com grau 0 são chamados de nós folha (nós sem filhos), como FGHIJKL

Nota: Alguns livros chamam a primeira camada como a camada 0, você precisa prestar atenção, aqui a primeira camada é definida como a primeira camada

8. Nível do nó: por exemplo , o nó A está na primeira camada, o nó B está na segunda camada, o nó E está na terceira camada e o nó K está na quarta camada.

9. A altura do nó: começando do nó folha e acumulando camada por camada, como a altura do nó B é 3.

10. A profundidade do: começando do nó raiz e acumulando de cima para baixo camada por camada (exatamente o oposto da altura do nó), como a profundidade do nó B é 2

A altura (profundidade) da árvore é o número máximo de nós na árvore

11. Árvore ordenada: Se a posição de B e D for trocada, a árvore na imagem acima se torna outra árvore, então a árvore na imagem acima é uma árvore ordenada

12. Árvore não ordenada: Se a posição de B e D for trocada, a árvore na imagem acima ainda é a mesma árvore, então a árvore na imagem acima é uma árvore não ordenada

13. Caminho: o caminho entre dois nós na árvore é composto da sequência de nós passados ​​entre esses dois nós (o caminho deve ser de cima para baixo)

14. Comprimento do caminho: o número de arestas experimentadas no caminho. Por exemplo, o caminho de A a E tem dois lados, então o comprimento do caminho é 2

15. Floresta: m (m> = 0) uma coleção de árvores disjuntas. Árvores e florestas podem ser convertidas umas nas outras. Por exemplo, se o nó raiz A for removido da figura acima, ele se tornará composto por três árvores. Floresta, adicione um nó raiz A na figura abaixo para se tornar uma árvore

Insira a descrição da imagem aqui

Natureza da árvore

1. O número de nós na árvore é igual ao grau de todos os nós mais 1

2. Existem no máximo m ^ (i-1) nós no i-ésimo nível na árvore de grau m (i> = 1)

3. A árvore m-ária com altura h tem no máximo (m ^ h) / (m-1) nós (a conclusão 3 é derivada da conclusão 2)

4. A altura mínima de uma árvore m-ária com n nós é, logm arredondado para cima (n (m-1) +1)

Insira a descrição da imagem aqui
Propriedade de interpretação 1: o grau de todos os nós de folha é 0, portanto, os nós de folha não são considerados, apenas os nós de ramificação são considerados. O grau de E é 2 (K e L respectivamente), o grau de B é 2 (E, F), o grau de C é 1 (G), o grau de D é 3 (H, I, J), e o grau de A é 3 (B, C, D). Neste momento, você descobrirá que há um nó que não está incluído, que é o nó raiz A, então adicione 1. Esta é a origem desta conclusão

Propriedade de interpretação 2: Suponha que cada nó tenha um grau máximo m. A primeira camada pode ter apenas um nó, o número máximo de nós na segunda camada é m, a terceira camada é m * m, e assim por diante, o número máximo de nós na i-ésima camada é m ^ (i- 1)

Insira a descrição da imagem aqui
Propriedade de interpretação 3: basta somar todos os nós na conclusão 2 para obter esta conclusão (derivada usando a fórmula de soma da sequência geométrica aprendida no ensino médio)
subtração mal colocada
Sn = a1 + a2 + a3 + ... + an
Sn q = a1 q + a2 q +… + a (n-1) q + an q = a2 + a3 +… + an + an q

Subtraia as duas fórmulas acima para obter (1-q) Sn = a1-an q

Interpretação 4: A conclusão 4 é derivada com base na conclusão 3. Da conclusão 3, podemos ver que n = (m ^ h-1) / (m-1), por que arredondar para cima? Porque existem decimais, isso prova que existem nós na última camada

Se você não entende as propriedades 2, 3 e 4, pode dar um exemplo, conforme mostrado na figura abaixo. Substituir a fórmula nela pode aprofundar o entendimento

Insira a descrição da imagem aqui
Este artigo foi citado em "Wang Dao Postgraduate Entrance Examination"

Todos são bem-vindos para ler. Tenho conhecimento limitado e, inevitavelmente, há erros ou omissões no blog que escrevi. Espero que vocês possam me dar alguns conselhos. Obrigado.

Acho que você gosta

Origin blog.csdn.net/qq_41936224/article/details/108167581
Recomendado
Clasificación