【数据结构】二叉树

0x01概述

什么是二叉树?
二叉树是 n (n >= 0)个结构的有限集合,改集合或者为空集(称为空二叉树),或者有一个根节点和两棵互不相交的、分别称为根节点的左子树和右子树的二叉树组成。


0x02 特殊的二叉树

这里主要记录一下特殊的二叉树,满二叉树和完全二叉树,比较典型。

  1. 满二叉树
  • 什么是满二叉树?
    在一棵二叉树中,如果所有的分支节点都存在左子树和右子树,并且所有叶子都在同一层面上,这样的二叉树成为满二叉树。


  • 满二叉树的特点

(1) 满二叉树的叶子只能出现在最下一层,出现在其它层就不可能达成平衡。

(2) 非叶子节点的度一定是2。

(3) 在同样深度的热茶树中,满二叉树的节点个数最多,叶子数最多。

  1. 完全二叉树
  • 什么是完全二叉树?
    对于一棵具有 n 个节点的二叉树按层序编号,如果编号为 i ( 1<= i <= n)的节点与同样深度的满二叉树中编号为 i 的节点在二叉树中位置完全相同,则这棵二叉树成为完全二叉树。


  • 完全二叉树的特点

(1) 完全二叉树的叶子节点只能出现在最下面的两层.

(2) 最下层的叶子一定集中在左部的连续位置.

(3) 倒数二层,若有叶子节点,则一定在右部的连续位置/

(4) 如果结点度为1,则该结点只有有孩子,即不存在只有右子树的情况.

(5) 同样结点书的二叉树,完全二叉树的深度最小.

0x03 二叉树的性质

  1. 在二叉树的第i层上有至多2**(i-1) (i>=1)个节点。

  2. 深度为K的二叉树至多有2**K - 1个节点

  3. 对于任意一颗二叉树,如果其叶子结点数为N0,度为2的节点数为N2,那么N2=N0+1

  4. 具有N个节点的完全二叉树的深度为[log2(n)]+1 ([X]为不大于X的最大整数)

  5. 如果对一棵有 n 个结点的完全二叉树(其深度为[log (2) n] + 1) 的结点按层序编号(从第1层到第[log (2) n] + 1 层,每一层从左到右),对任一结点i (1 <= i <= n) 有:

  • 如果 i = 1 ,则结点i是二叉树的根,无双亲;如果i > 1,则其双亲是结点 [ i /2 ];
  • 如果2i > n,则结点i无左孩子(结点i为叶子结点);否则其左孩子是结点2i;
  • 如果2i +1 > n,则结点i无右孩子;否则其右孩子是结点2i +1;

0x04 二叉树的遍历

二叉树的遍历常用的有前序遍历,中序遍历,后序遍历

  1. 前序遍历

前序遍历就是先访问根节点,然后遍历左子树,再遍历右子树;在遍历左子树的时候也先访问根节点,然后左子树,然后右子树。。。

  1. 中序遍历

中序遍历就是先访问左子树,再访问根节点,最后访问右子树。

  1. 后序遍历

后序遍历就是先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点。

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