二叉树的种类
在刷题的过程中,我们主要关注两种主要形式:满二叉树和完全二叉树。
满二叉树
如果一棵二叉树只有度为0的结点和度为2的结点,并且度为0的结点在同一层上,则这棵二叉树为满二叉树。如下图所示:
这棵二叉树为满二叉树,也可以说深度为k,有
2
k
−
1
2^k-1
2k−1个节点的二叉树。
完全二叉树
完整定义:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层(h从1开始),则该层包含 1~ 2^(h-1) 个节点。
二叉搜索树
前面介绍的树,都没有数值的,而二叉搜索树是有数值的了,二叉搜索树是一个有序树。
- 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;
- 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值;
- 它的左、右子树也分别为二叉排序树
下面这两棵树都是搜索树
平衡二叉搜索树
平衡二叉搜索树:又被称为AVL(Adelson-Velsky and Landis)树,且具有以下性质:它是一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。如下图:
二叉树的存储方式
二叉树可以链式存储,也可以顺序存储。那么链式存储方式就用指针, 顺序存储的方式就是用数组。顾名思义就是顺序存储的元素在内存是连续分布的,而链式存储则是通过指针把分布在各个地址的节点串联一起。链式存储如图:
常见的是链式存储。而顺序存储的方式就是用数组来进行存储,具体为:
那么热如果父节点的数组下标为i,其左孩子的下标为
2
∗
i
+
1
2*i+1
2∗i+1,右孩子为
2
∗
i
+
2
2*i+2
2∗i+2。
二叉树的遍历方式
主要有两种遍历方式:
- 深度优先遍历:先往叶子结点的方向即深度方向走,遇到叶子结点再往回走
- 广度优先遍历:一层一层的遍历
那么进一步对这两种方式进行细分,可划分为:
- 深度优先遍历:
- 前序遍历
- 中序遍历
- 后序遍历
- 广度优先遍历
- 层次遍历
在其中的前序、中序、后序遍历中,这里的序其实指的是中间节点的遍历顺序,即:
- 前序遍历:中左右
- 中序遍历:左中右
- 后序遍历:左右中
从下图中可以更好地理解:
二叉树的定义
主要关注用链式存储的二叉树是如何定义的:
struct TreeNode {
int val;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};
二叉树的递归遍历
在二叉树中很重要的一种遍历实现方式是通过递归来实现的。
那么在递归算法中,最重要的三要素是:
- 确定递归函数的参数和返回值:确定哪些参数是在递归过程中需要传递进行处理的,并且在递归完成之后哪些参数是需要返回的
- 确定终止条件:在递归算法中需要明确终止条件,防止无法终止导致栈溢出
- 确定单层递归的逻辑:确定在每层递归中我们需要做什么