树与树的表示

什么是树?

在我们现实世界中存在很多事物都是层次关系,比如:

  • 人类社会家谱:一代一代的关系就是层次关系
  • 社会组织结构:主席、部长、处长、厅长....
  • 图书信息管理:字典

为什么我们要用这种分层次的组织关系?
因为这种分层次的组织管理是非常具有效率的

举个栗子:
在实现查找这种基本操作时,我们可以有以下几种:

1. 顺序查找:就是从头或者从尾一个一个的查找,这种查找时间复杂度是O(n)

2. 二分查找:如果我们要查找一个有序的数组时,可以先查中间的数,和要查找的数进行比较。如果大于要查找的数则在这个中间的数左边查找,如果小于则在右边查找。以此类推。这种查找的方式时间复杂度可以根据公式推断出来是O(long2n)

二分查找的代码:


其实这种二分查找我们可以抽象成一个“树”:

比如要在11个元素中进行二分查找:


Paste_Image.png

从这个树上我们可以观察出,我们要查找的节点所需要的查找次数正式结点所在的层数,所以我们可知成功查找的次数不会超过树的深度:long2n + 1

那么我们可以思考,如果能把我们的计算机里数据结构能抽象成树的岂不是在做基本操作,不只是查找的时候,比如删除,添加的时候更加的方便快捷。

树的定义

树:是由n个节点构成的有限集合,n=0时称为空树,对于任意一个非空树,它有以下属性:

  • 树有一个叫根节点的特殊节点
  • 其余节点可以分为m个互不相交的有限集T1....Tm,其中每个集合本身又是一棵树,称为子树
  • 子树是不可相交的
  • 除了根节点之外,每个界定啊有且只有一个父节点
  • 一棵N个节点的树有N-1条边
树的基本术语:
  1. 节点的度:节点的子树个数
  2. 树的度:树的所有节点中最大的度数
  3. 叶子节点:度为0的
  4. 父节点
  5. 子节点
  6. 兄弟节点
  7. 路径和路径的长度:从节点n1到nk的路径是一个结点序列:n1,n2...nk,这个路径包含的边的个数是路径的长度
  8. 节点的层次
  9. 树的深度:树种所有结点种最大的层次是树的深度
那么我们该如何去表示一棵树呢?
  1. 我们用数组能表示一棵树吗?很显然这样是很困难的,而且很难再树上做操作
  2. 我们用链表该如何表示:
    我们可以把指向子结点的的边都用一个引用表示,这样的数据结构就类似于下面这样。


    1

    这样虽然可以表示一棵树,但是它有一个明显的缺点:就是每个结点的引用的个数都是不确定的,如果我们用确定的表示,那么每个结点的指针的个数就是这棵树的最大度数,这样虽然能够统一结构,但是会造成空间的浪费。

那么有没一种表示方法可以格式统一还能不造成空间浪费呢?

儿子-兄弟表示法:

具体表示方法如下图:

Paste_Image.png

我们每个结点用三个域来表示,其中一个是这个结点的值和属性什么的,另外两个是指针,其中一个是指向它的第一个儿子结点,另外一个指向它的兄弟节点。如果没有儿子或兄弟那么就是用null表示。

这样我们就可以实现格式的统一还没有很多的空间的浪费。

我们可以仔细观察这个用儿子-兄弟表示法表示的树

Paste_Image.png

我们换个角度可以看到它其实每个结点都有且最多只有两个边,这种的树我们称之为二叉树,其实所有的树都可以转成二叉树表示,所以学习二叉树的特点是很关键的。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,830评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,992评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,875评论 0 331
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,837评论 1 271
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,734评论 5 360
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,091评论 1 277
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,550评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,217评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,368评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,298评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,350评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,027评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,623评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,706评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,940评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,349评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,936评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容

  • 编译环境:python v3.5.0, mac osx 10.11.4 前述内容: 线性表 队列 堆栈 线性结构...
    掷骰子的求阅读 2,407评论 1 7
  • B树的定义 一棵m阶的B树满足下列条件: 树中每个结点至多有m个孩子。 除根结点和叶子结点外,其它每个结点至少有m...
    文档随手记阅读 13,130评论 0 25
  • 第一章 绪论 什么是数据结构? 数据结构的定义:数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 第二章...
    SeanCheney阅读 5,720评论 0 19
  • 原文链接 B树 1.前言: 动态查找树主要有:二叉查找树(Binary Search Tree),平衡二叉查找树(...
    非典型程序员阅读 1,139评论 0 3
  • B树 1.前言: 动态查找树主要有:二叉查找树(Binary Search Tree),平衡二叉查找树(Balan...
    铁甲依然在_978f阅读 1,443评论 0 4