文章目录
- 前言
- **一、树**
- **二、树的相关概念**
- **节点的度**
- **叶节点**
- **分支节点**
- **子节点**
- **父节点**
- **兄弟节点**
- **树的度**
- **节点的层**
- **树的高度**
- **祖先**
- **子孙**
- **森林**
- **三、树的表示**
- **孩子表示法**
- **左孩子右兄弟法**
- **双亲表示法**
- **四、树在实际中的应用**
- **总结**
前言
数据结构中有一种很重要的结构叫二叉树,但是在了解二叉树之前,我们首先要了解关于二叉树的前提知识——树
一、树
树的介绍:
树是一种非线性的数据结构,它是由n(n>=0)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。
树的节点:
树有一个特殊的节点,称为根节点,树的根节点是没有前驱节点的。
除根节点以外,其余节点被分为M(M>0)个互不相交的集合,其中每个集合又是一棵结构与树类似的子树。每个子树的根节点有且只有一个前驱节点,可以有0或多个后继节点。
树的任何一个节点都有0~n个孩子
我们在看一个树时可以把一个树看做自己(根节点)和左右子树(跟自己有同样结构定义的树)【所以说,树是递归定义的】
注意:树型结构中,子树之间不能有交集,否则就不能叫树
二、树的相关概念
树+人类的亲缘关系
节点的度
该节点含有的子树的个数
叶节点
度为0的节点
分支节点
度不为0的节点
子节点
一个节点含有的子树就称为这个节点的子节点
父节点
也叫,双亲节点
有子节点的节点,就称为它子节点的双亲节点
兄弟节点
有共同父节点的几个节点
树的度
树中节点的最大度
节点的层
由该结点往下数的层数
树的高度
也称,树的深度。
树中节点的最大层数
【节点的层数和树的高度,都是由该结点起,从1开始计算】
为什么节点的层数从1开始而不是从0开始呢?
试想,一个树的根节点的层数由0开始计算,如果该树是一个空树那么它的高度岂不就是-1,这违背了人们正常的思维逻辑,所有一般节点的层数和树的高度都是从该节点起从1开始计算的。
祖先
由该结点到树的根的路径上的所有节点都称为该节点的祖先
子孙
由该结点向下的所有子树节点都称为该节点的子孙
森林
由多个没有交集的树组成的集合
三、树的表示
用数组和链表都可以实现树。
树有三种表示方法
孩子表示法
用数组放节点的所有孩子节点(不好存放数据)
//静态树:
#define N 10//树的度
typedef int TreeNodeType;
typedef struct tree
{
TreeNodeType date;
struct tree* Arrery[N];
int size;
}tree;
由我们所实现的静态树的代码可以看出,N的大小是预先确定的,不能改变,所以这种树,它能存放的孩子节点的个数不能改变(如果N太小,就无法存放所有的数据;如果N太大,就会导致空间的浪费)。
//动态树
typedef struct treeNode
{
int date;
struct treeNode** childArr;//数组存放孩子节点
int childSize;
int childCapacity;
}treeNode;
我们借用动态内存开辟,实现了动态树,这种树可以存放的孩子节点的个数可以改变。但是由于每次扩容都会有系统的消耗,并且也有空间浪费的可能,因此这种方法也存在不足。
左孩子右兄弟法
用链表,一个根节点有三个域,一个数据域,两个指针域。左指针指向根节点的第一个孩子节点,右指针指向根节点的下一个兄弟节点。
这种使用链表的结构,一方面不会造成空间的浪费,另一方面要存放的孩子的节点数是按需分配的,同时在寻找数据方面也很方便,所以相较而言,它是最好的一种存放树树结构的数据的方法。
struct treeNode
{
int date;//节点中的数据域
struct treeNode* firstchild;//指向第一个孩子
struct treeNode* pnextbrother;//指向下一个兄弟
};
双亲表示法
用数组,存放父节点的下标(与并查集有关,先不做展开讲解)
这种方法可以方便孩子找祖先。
四、树在实际中的应用
表示文件系统的目录树
(使用了左孩子有兄弟的表示方法)
总结
以上就是今天要讲的内容,本文介绍了数据结构中树的相关概念,之后会基于这篇文章继续介绍数据结构中的二叉树。
本文作者目前也是正在学习数据结构的知识,如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分,欢迎大家在评论区指出也欢迎大家在评论区提问、交流。
最后,如果本篇文章对你有所启发的话,也希望可以多多支持作者,谢谢大家!