铜仁市论坛

首页 » 分类 » 分类 » L2数据结构第1415课树的
TUhjnbcbe - 2021/8/2 12:03:00
北京治疗白癜风医院哪家最好 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/
L2-数据结构-第14-15课树的概念和遍历

一颗曾经砸中牛顿的苹果树

树的定义

「树(Tree)」是n(n=0)个结点的有限集。n=0时称为空树。在任意一棵非空树中,有且仅有一个特定的称为根的结点。当n1时,其余结点可分为m(m0)个互不相交的有限集T1、T2、……、Tm。其中每一个集合本身又是一棵树,并且称为根的「子树(SubTree)」,如下图所示:

树的示意图树的属性结点和度

树的结点包含一个数据元素及若干指向其子树的分支。结点拥有的的子树数称为结点的度。度为0的称为叶结点或者终端结点;度不为0的结点称为非终端结点或者分支结点。除根结点之外,分支结点也称为内部结点。树的度是树内各结点的度的最大值。

结点间关系

结点的子树的根称为该结点的孩子(Child),相应地,该结点称为孩子的双亲(Parent)。同一个双亲的孩子之间互称兄弟。结点的祖先是从根到该结点所经分支上的所有结点.

结点的层次

结点的层次(Level)从根开始定义起,根为第一层,根的孩子为第二层,其双亲在同一层的结点互为堂兄弟。

如果将树中结点的各子树看成从左至右是有次序的,不能互换的,则称该树为有序树,否则称为无序树。

「双亲(parentnode)」:对于除根以外的每个结点,定义为从该结点到根路径上的第二个结点。根结点没有双亲结点。

「祖先(ancestor)」:一个结点到根结点的路径上,除了它本身外的结点。根结点的祖先集合为空。

「子结点(childnode)」:如果

的父亲,那么

的子结点。子结点的顺序一般不加以区分,二叉树是一个例外。

「兄弟(sibling)」:同一个父亲的多个子结点互为兄弟。

「后代(descendant)」:子结点和子结点的后代。或者理解成:如果

的祖先,那么

的后代。

「子树(subtree)」:删掉与父亲相连的边后,该结点所在的子图。

高度深度层

结点n的高度:n结点到叶子结点所有路径上包含结点个数的最大值。叶子结点的高度为1,往上结点的高度依次递增。

结点n的深度:从根结点到结点n唯一的路径的长,根结点深度为1

层数:根结点为第一层,往下依次递增。

树中结点的最大层数称之为树的深度或者高度,所以在基数为1时树的深度=树的高度=最大层数

但是结点的深度和高度并没有必然的关系

结点的度:结点拥有的子树的个数,度为0的结点称之为叶子结点

树的度:是树内所有结点度的最大值

树的深度:树内所有结点深度的最大值,也就是所有叶子结点深度的最大值,也就是树的层数

树的高度:树内所有结点高度的最大值,也就是根结点的高度,也就是数的层数

特殊的树

「链(chain/pathgraph)」:满足与任一结点相连的边不超过

条的树称为链。

「菊花/星星(star)」:满足存在

使得所有除

以外结点均与

相连的树称为菊花。

「有根二叉树(rootedbinarytree)」:每个结点最多只有两个儿子(子结点)的有根树称为二叉树。常常对两个子结点的顺序加以区分,分别称之为左子结点和右子结点。

大多数情况下,「二叉树」一词均指有根二叉树。

树的存储结构双亲表示法

我们假设以一组连续空间存储树的结点,同时在每个结点中,附设一个指示器指示其双亲结点在链表中的位置。也就是说,每个结点除了知道自己是谁以外,还知道它的双亲在哪里.

/*树的双亲表示法的结点结构定义*/constintMAX_TREE_SIZEstructNode//结点结构{intdata;//数据域intparent;//父结点位置};Nodetree[MAX_TREE_SIZE];//把结点存在数组中

这样的存储结构,我们可以根据结点的parent指针很容易找到它的双亲结点,所用的时间复杂度为〇(1),直到parent为-1时,表示找到了树结点的根。

「总结」

「优点:」该存储方式根据结点的parent指针很容易找到它的双亲结点,时间复杂度为O(1)。

「缺点:」如果需要知道某个结点的所有孩子,需要遍历整棵树。

孩子表示法

/*树的孩子表示法结构定义*/constintm=3;structNode{intdata;Node*chile[m];}Node*tree;

「总结」

「缺点:」如果需要知道某个结点的双亲,需要遍历整棵树

「改进:」孩子兄弟表示法

双亲孩子表示法

constintm=10;structNode{intdata;//数据域intparent;//父亲结点Node*child[m];//指针域,指向孩子结点}孩子兄弟表示法

strcutNode{intdata;intfirstchild;intnext;}Node*tree;

「总结」

「优点:」可以把一棵复杂的树变成一棵二叉树,这样就可以充分利用二叉树的特性和算法来处理这棵树了。

例题找树根和孩子问题描述

给定一棵树,输出树的根root,孩子最多的结点max以及他的孩子

输入格式

第一行:n(结点数=),m(边数=)。

以下m行;每行两个结点x和y,

表示y是x的孩子(x,y=0)。

输出格式

第一行:树根:root。

第二行:孩子最多的结点max。

第三行:max的孩子。

输入样例

输出样例

参考程序

#includeiostreamusingnamespacestd;constintN=;intn,m,x,y,tree[N],root,maxn,maxroot;intmain(){cinnm;for(inti=1;i=m;i++){cinxy;tree[y]=x;}for(inti=1;i=n;i++){if(tree==0){root=i;break;}}for(inti=1;i=n;i++){intsum=0;for(intj=1;j=n;j++){if(tree[j]==i)sum++;}if(summaxn){maxn=sum;maxroot=i;}}coutrootendl;coutmaxrootendl;for(inti=1;i=n;i++){if(tree==maxroot)couti"";}return0;}单词查找树题目描述

在进行文法分析的时候,通常需要检测一个单词是否在我们的单词列表里。为了提高查找和定位的速度,通常都画出与单词列表所对应的单词查找树,其特点如下:

1.根结点不包含字母,除根结点外每一个结点都仅包含一个大写英文字母;

2.从根结点到某一结点,路径上经过的字母依次连起来所构成的字母序列,称为该结点对应的单词。单词列表中的每个单词,都是该单词查找树某个结点所对应的单词;

3.在满足上述条件下,该单词查找树的结点数最少。

4.例如下图左边的单词列表就对应于右边的单词查找树。注意,对一个确定的单词列表,请统计对应的单词查找树的结点数(包含根结点)。

输入

为一个单词列表,每一行仅包含一个单词和一个换行/回车符。每个单词仅由大写的英文字母组成,长度不超过63个字母。文件总长度不超过32K,至少有一行数据。

输出

仅包含一个整数,该整数为单词列表对应的单词查找树的结点数。

输入样例

AANASPASASCASCIIBASBASIC输出样例

13

参考代码

#includebits/stdc++.husingnamespacestd;intn,t,k;stringa[];strings;intmain(){while(cina[++n]);n--;sort(a+1,a+1+n);t=a[1].size();for(inti=2;i=n;i++){intj=0;while(a[j]==a[i-1][j]ja[i-1].size())j++;t+=a.size()-j;}coutt+1endl;}二叉树定义

二叉树的每个结点至多只有二棵子树(不存在度大于2的结点).

二叉树的子树有左子树、右子树。其次序不能颠倒。所以二叉树是一棵严格的有序树。

5种形态例题

按照二叉树的定义,4个节点的二叉树有多少种?()

A13B14C15D16分析

设n个结点的二叉树有f(n)种,对于f(4),分类讨论:

左子树有0个结点,右子树有3个结点,种数为f(0)*f(3)左子树有1个结点,右子树有2个结点,种数为f(1)*f(2)左子树有2个结点,右子树有1个结点,种数为f(1)*f(2)左子树有3个结点,右子树有0个结点,种数为f(1)*f(2)

f(4)=f(0)*f(3)+f(1)*f(2)+f(2)*f(1)+f(3)*f(0)f(0)=1,f(1)=1,f(2)=2,f(3)=(1,1,2)*(2,1,1)=5f(4)=(1,1,2,5)*(5,2,1,1)=14

二叉树节点算法

或者

二叉树的分类满二叉树完美二叉树(perfectbinarytree)

除最后一层无任何子结点外,每一层上的所有结点都有两个子结点。也可以这样理解,除叶子结点外的所有结点均有两个子结点。结点数达到最大值,所有叶子结点必须在同一层上。

满二叉树的性质(设根结点的深度是1):

一颗树深度为h,最大层数为k,深度与最大层数相同,k=h;叶子数为

;第k层的结点数是:

总结点数是:

,且总结点数一定是奇数完全二叉树(

1
查看完整版本: L2数据结构第1415课树的