数据结构——树

如题所述

数据结构的世界里,树是一种独特的数据结构,它打破了线性结构的束缚,为我们揭示了更为复杂的组织方式。首先,让我们一起探索树的基本概念:


树的定义

树是一种特殊的结构,它由一个特殊的结点——根(root),以及若干个互不相交的子集组成,每个子集又可以视为独立的树,是根的子树。简单来说,树的两大特点决定了其独特性:一是存在唯一的根节点,二是非空子集形成了层级分明的结构。



度的考量

每个结点的子树数量决定了其度。比如结点B有根为D的唯一子树,因此度为1。而结点D拥有G、H、I三个子结点,他的度为3。思考一下,结点A的度又是如何定义的呢?


一棵树的度,即所有子树中度最大的结点的度。在我们这棵树中,度的最高点是结点D,度为3。



亲属关系

在树的结构中,结点与子树之间的联系紧密。子树的根被称为孩子的结点,而其自身则称为父结点。同一层的兄弟结点是通过同一个父结点衍生出来的,而所有从同一个结点衍生出的结点统称为子孙。例如,B的子孙包括D、G、H、I。



层次与深度

从根开始计算层次,根为第一层,依次递增。树的深度,即最深的结点层级,也就是树的高度。在我们的示例中,结点层次的划分清晰可见。



步入存储结构的领域,树的表达方式各异。首先,双亲孩子表示法以单链表的形式记录每个结点的值,通过数据域、父母指针和孩子指针的巧妙组合,展现了树的层次结构。


二叉树:递归与存储

二叉树是树的一种特殊形态,每个结点最多只有两个子树,左子树和右子树。常见的二叉树类型如斜树(等同于单链表)、满二叉树和完全二叉树,它们各自有独特的性质和存储结构。


在存储上,顺序结构虽然便于操作,但对非完全二叉树来说,空间利用率不高。而二叉链表通过指针连接结点,对二叉树的结构保持了更直观的表示。


遍历的艺术

最后,我们不能忽略的是二叉树的遍历方式,前序、中序、后序和层序遍历,每一种方法都是探索树结构的不同视角。理解递归在遍历中的关键作用,是掌握这门艺术的关键。


通过上述深入剖析,我们不仅了解了树的基本概念,度的计算,亲属关系,以及深度的定义,还探讨了二叉树的存储结构和遍历策略。这些知识将为我们在数据结构的探索旅程中提供坚实的基础。

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