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二叉树

时间:2015-08-05 00:31:47      阅读:192      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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树是一种非常重要的数据结构,而二叉树是树的最基本的形式。像其他高级的数据结构,如 二叉查找树、平衡二叉树、AVL树、红黑树、splay 树(伸展树)、笛卡尔树、Treap、SBT树等都是以二叉树作为基础。

性质

  1. 树中每个节点都有0-2个子节点,每个子节点又成为一棵子树的根
  2. 树中边的数目是节点的数目 - 1, 即 e = n - 1
  3. 树中度数为0,1,2的节点个数分别为n0, n1, n2, 则有 n0 + n1 + n2 = n, n1 + 2*n2 = e. 则可以推出 n2 - n1 = 1,即度数为2的点的个数比度数为1的点的个数多1.
  4. 第n层(设根为第0层,依次向下为第1、2、3 ...层)中点的数目最多为 2n
  5. n 个节点的二叉树的层数最少为 log2n + 1

特殊的二叉树

  • 1 完全二叉树 
        若二叉树的层数为h,且从第0层到第h-2层的节点均满(依次为 20 、21... 2^(h2)),第h-1层的节点数目>0, 而且第h-1层的节点均排在靠左的位置(如果将二叉树最后一层可以放置节点的位置从左到右编号为1, 2... 2^(h1),最后一层有k个节点,则这k个节点的位置为 1, 2,3...k)。这样的二叉树称为完全二叉树. 
     
  • 2满二叉树 
        若二叉树为h层,且从第0层到第h-1层的节点均满(依次为 20 、21... 2^(h1)),即总节点数目为 2^h1.这种二叉树称为满二叉树,可见满二叉树为完全二叉树的特例。

二叉树的实现(c++)

#include<iostream>
#include<stack>
using namespace std;
struct TreeNode{
    int data;
    TreeNode* left;
    TreeNode* right;
    TreeNode* parent;
    TreeNode(int d) :
        data(d), left(NULL), right(NULL), parent(NULL){};
};

void Visit(TreeNode* node){
    cout << "visit node, data = " << node->data << endl;
}

//树的前序遍历,非递归
void PreOrderTravel_Stack(TreeNode* root){
    TreeNode* node = root;
    stack<TreeNode*> node_stack;
    while (!node_stack.empty() || node){
        if (node){
            Visit(node);
            node_stack.push(node);
            node = node->left;
        }
        else{
            node = node_stack.top();
            node_stack.pop();

            node = node->right;
        }
    }
}

//树的中序遍历,非递归
void InOrderTravel_Stack(TreeNode* root){
    TreeNode* node = root;
    stack<TreeNode*> node_stack;
    while (!node_stack.empty() || node){
        if (node){
            node_stack.push(node);
            node = node->left;
        }
        else{
            node = node_stack.top();
            node_stack.pop();
            Visit(node);
            node = node->right;
        }
    }
}

//树的后序遍历,非递归
void PostOrderTravel_Stack(TreeNode* root){
    stack<pair<TreeNode*, bool> > node_stack; //bool 代表当从栈中弹出该节点时候,该节点是从左子树返回(true),还是从右子树返回(false)
    pair<TreeNode*, bool> node_tag(root, true);
    TreeNode* node = root;
    while (true){
        if (node){ //node节点及其左子节点肯定没有被访问
            node_tag.first = node;
            node_tag.second = true; //去左子树,则出栈时候,表示该节点从左子树返回
            node_stack.push(node_tag);
        }
        node_tag = node_stack.top();
        node_stack.pop();
        node = node_tag.first;
        while (node_tag.second == false){ //当前node是从右子树返回,则可以访问node节点
            Visit(node);
            if (node_stack.empty()){ //表示所有的节点都已经访问完毕
                return;
            }
            else{
                node_tag = node_stack.top();
                node_stack.pop();
                node = node_tag.first;
            }
        }
        //node节点的左子数已经访问完毕,而右子树还没有开始被访问
        node_tag.second = false; //进入右子树,则被出栈时,表明从右子树返回
        node_tag.first = node;
        node_stack.push(node_tag);

        //进入右子树进行遍历
        node = node->right;
    }
}


//树的前序遍历(递归)
void PreOrderTravel_Recursive(TreeNode* root){
    if (root){
        Visit(root);
        PreOrderTravel_Recursive(root->left);
        PreOrderTravel_Recursive(root->right);
    }
}


//树的中序遍历(递归)
void InOrderTravel_Recursive(TreeNode* root){
    if (root){
        InOrderTravel_Recursive(root->left);
        Visit(root);
        InOrderTravel_Recursive(root->right);
    }
}

//树的后序遍历(递归)
void PostOrderTravel_Recursive(TreeNode* root){
    if (root){
        PostOrderTravel_Recursive(root->left);
        PostOrderTravel_Recursive(root->right);
        Visit(root);
    }
}

 

二叉树

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原文地址:http://www.cnblogs.com/gtarcoder/p/4703333.html

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