数据结构中的树
树
基本术语:
- 节点:树中存储数据的基本单位
- 根节点:一个没有父节点的节点
- 父节点:一个节点的上级叫做它的父节点,一个节点最多只能有一个父节点
- 子节点:一个节点的下级叫做它的子节点,一个几点可以有多个子节点
- 叶子结点:没有子节点的节点
- 节点的权:节点中的值
- 路径:从根节点开始到该节点所走的路线,路径的长度是多少取决于路径上面的条数
- 边:父子之间的连线
- 子树:以某一个节点(非根节点)作为根节点的树称之为子树
- 森林:多颗子树构成森林
二叉树
遍历:
-
深度优先遍历
- 先序遍历 (根、左、右)
- 中序遍历 (左、根、右)
- 后续遍历 (左、右、根)
巧记:以左右的顺序为基础,根在最前面就是先序,根在中间就是中序,根在最后面就是后续
-
广度优先遍历
- 从上到下、从左到右的遍历
巧记:从左到右一层一层的遍历
完全二叉树
- 数据从上到下、从左到右的顺序依次进行排列
满二叉树
- 以完全二叉树为基础
- 所有的叶子节点都在同一层,并且最后一层的节点数为2^(n-1),n是层数
有序二叉树
- 左边节点小当前节点,右边节点大于当前节点
- 因为它的特性,因此查找元素的时间复杂度是O(log n)
平衡二叉树
- 以二叉树为基础
- 左右子树的高度差的绝对值小于等于1
- 时间复杂度稳定在O(logn)
- 构造过程中不平衡的调整方式
- LL
- LR型
- RR型
- RL型
哈夫曼树
- 路径和路径长度
- 节点的权,节点的值
- 带权路径长度:从根节点到该节点之间的路径长度与该节点权值的乘积
- 树的带权路径长度:所有叶子节点带权路径长度之和(简称:WPL)
- WPL最小的树就是哈夫曼树
- 构造方法:
- 将待构造哈夫曼树的节点从小到大进行排序
- 取出根节点权值最小的两颗二叉树,组成一颗新的二叉树,新二叉树的节点权值是前两棵二叉树的权值之和
- 将新二叉树以根节点权值大小再次进行排序
- 重复上述过程,直到处理完所有节点,构造成哈夫曼树
多叉树(分叉多余二)
2-3-4树
- 二节点 –>一个数值指向两个节点
- 三节点 –>两个数值指向三个节点
- 四节点 –>三个数值指向四个节点
红黑树(对应2-3-4树)
- 二节点转化为黑节点
- 三节点转化为黑上红下
- 四节点转化为黑上两红下
- 特点
- 每个节点不是红色节点就是黑色节点
- 根节点永远是黑色
- 每个叶子节点都是黑色并且值是null
- 如果一个节点是红色节点,那么它的子节点一定是黑色
- 从根节点到任意一个叶子节点黑色节点数目是相同的
- 最长路径:黑+红+黑+红+黑+红,最短路径:黑+黑+黑
- 红黑树上没有一条路径比其他路径长超过两倍
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