数据结构中的树

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

    1. 先序遍历 (根、左、右)
    2. 中序遍历 (左、根、右)
    3. 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
    1. 每个节点不是红色节点就是黑色节点
    2. 根节点永远是黑色
    3. 每个叶子节点都是黑色并且值是null
    4. 如果一个节点是红色节点,那么它的子节点一定是黑色
    5. 从根节点到任意一个叶子节点黑色节点数目是相同的
    6. 最长路径:黑+红+黑+红+黑+红,最短路径:黑+黑+黑
    7. 红黑树上没有一条路径比其他路径长超过两倍
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