Tree：典型的数据结构属于一种阶层性非线性结，由一个或者一个之上节点组成有限集合，节点之间串联不会组成环，就叫树
度：子树个数该节点的度，包括从自己开始到其所在的叶子节点。在树种不是二叉树的树，树中
有些节点的子节点不一样的：为了极大化利用其存储空间，采用下列的存储格式，左边表示其子节点，右边表示其兄弟节点，儿子--兄弟表示方法，类似于二叉树结构。
二叉树：二叉树最多只能有2个节点的树，是一种典型的树结构不同于其他的树，度不超过2的树.
二叉树的性质：
*.第I层有做多2^(I-1)个节点
*。深度为K的二叉树的总节点（2^K）-1
*。叶子节点数N0，度为2节点数N2，度为1节点数N1： 总的边数：N0+N1+N2-1=0*N0+1*N1+2*N2
得出：N0=N2+1；
二叉树常被用于实现二叉查找树和二叉堆。
二叉排序树规则：大于父节点左右子树，左子树小于树根
1.满二叉树：树高度为，节点数2^H-1,节点编号按照从左到右从上到下的编号排序
2.完全二叉树：节点编号按照从左到右从上到下的编号排序，堆排序采用完全二叉树，堆采用完全二叉树，树按照大小排序。，中间没有阙短
每一次堆被打破之后对堆进行调整，堆排序
Problem:二叉排序树 Vs 堆
二叉排序树:左子树值比根节点小，右子树比根节点大，右子比左子树大，二叉排序树 为了动态的数据查找设计一种数据结构，在二叉排序树中查找一个结点的平均时间复杂度是O(log n)。
堆:父节点值大于（小于）子节点值，并没有规定左右节点值大小。为了排序设计一种数据结构，在堆中查找一个节点平均时间复杂度(o(n))
一。二叉树的遍历（按照由左往右方式）：按照树根的位置不同进行的命名，按照先左后右的结果
前序遍历：树根---左子树----右子树
中序遍历：左子树----树根---右子树，左--父--右---父的父节点
后序遍历：左子树----右子树---树根
最重要：Cout输出位置不同
中序遍历：从树根开始一直往左子树行走到底，遍历顺序一样从根到叶子节点，最重要的是调节输出顺序。
package BinaryTree; //采用链表建立二叉排序树 public class binaryTree { public TreeNode rootNode;//二叉树的根节点 //构造初始化 public binaryTree(int [] data) { for(int i=0;i<data.length;i++) { Add_Node_to_Tree(data[i]); } } public void Add_Node_to_Tree(int value){ //通过定义一个根节点对树进行记录 TreeNode currentNode=rootNode; TreeNode tmp=new TreeNode(value); if(rootNode==null) { rootNode=new TreeNode(value); return; } //按照规则左子树值比根节点小，右子树比根节点大 while(true) { //不断进行插入 if(currentNode.value>value) { //没有堆这样的严格，只需要子节点与父节点局部符合要求，并不是AVL树或者堆，堆必须要整体要求 //父结点的键值总是大于或等于（小于或等于）任何一个子节点的键值,二叉树并没有这种要求 if(currentNode.LeftNode==null) { currentNode.LeftNode=tmp; return; }else currentNode=currentNode.LeftNode; } else { if(currentNode.RightNode==null) { currentNode.RightNode=tmp; return; }else currentNode=currentNode.RightNode; } } } //前序遍历，递归调用顺序一样最重要的是输出的顺序不一样 public void PreOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 System.out.print("["+node.value+"]"); PreOrder(node.LeftNode); PreOrder(node.RightNode); } } //中序遍历 public void InOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 InOrder(node.LeftNode); System.out.print("["+node.value+"]"); InOrder(node.RightNode); } } public void PostOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 PostOrder(node.LeftNode); PostOrder(node.RightNode); System.out.print("["+node.value+"]"); } } public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub int []arr={7,4,1,5,16,8,11,12,15,9,2}; int i; binaryTree Tree=new binaryTree(arr); System.out.println("前序遍历结果"); Tree.PreOrder(Tree.rootNode); System.out.println(); System.out.println("中序遍历结果"); Tree.InOrder(Tree.rootNode); System.out.println(); System.out.println("后序遍历结果"); Tree.PostOrder(Tree.rootNode); System.out.println(); } } class TreeNode{ int value; TreeNode LeftNode; TreeNode RightNode; //构造函数 public TreeNode(int value) { this.value=value; this.LeftNode=null; this.RightNode=null; } }
1 前序遍历结果 2 [7][4][1][2][5][16][8][11][9][12][15] 3 中序遍历结果 4 [1][2][4][5][7][8][9][11][12][15][16] 5 后序遍历结果 6 [2][1][5][4][9][15][12][11][8][16][7]
在C 语言中递归调用建立二叉树，此种递归的调用二叉树是前序遍历的方式：
函数参数传替方式：采用引用传递，其他传递：按值传递（对实参没有影响），指针传递（地址传递）会修改实参的值果在函数中反复利用指针进行间接访问，会使程序容易产生错误且难以阅读。
引用传递：
，既可以使得对形参任何操作都能修改其相应的结构，同时调用方式自然。
#include<cstdio> #include<iostream> #include<stack> #include<queue> using namespace std; #define ElementType char //typedef struct TreeNode *BinTree;//为新的结构体TreeNode取新的名字BinTree typedef struct TreeNode { ElementType Data; struct TreeNode *Left; struct TreeNode * Right; //构造函数 }*BinTree,BinTNode ; //建立二叉树有两种方式，一种建立struct，第二种采用的开辟一个内存，通过malloc看到其中指针变化 void CreateBinaryTree(BinTree &T) { //终于把这种递归调用的形式理解了，此种方式将数据以前序遍历的方式进行 //数据结构的递归存储，从树根一直往左到其左叶子节点，在从左叶子节点访问其右节点 //明显的前序递归调用建立二叉树。 char CH; cin>>CH; if (CH=='.') T=NULL; else { T=new BinTNode; ; T->Data=CH; CreateBinaryTree(T->Left); CreateBinaryTree(T->Right); } } void Pre_Order(BinTree &T){ // cout<<"前序遍历"<<endl; //这里不能用指针 if(T!=NULL){ cout<<(T)->Data; Pre_Order((T)->Left); Pre_Order((T)->Right); } } //采用非递归的形式对数据进行中序遍历，Stack void Pre_Order_not(BinTree &T) {//建立一个BinTree模板类型的堆栈 stack<BinTree>S; //从树根一直遍历到左子树 while(! S.empty()|| T) { while(T) { S.push(T); T=T->Left; } //S 中会保存其中的BinTree类型的堆栈 if(!S.empty()) { T=S.top(); S.pop(); cout<<T->Data; T=T->Right; } } } //层次遍历，使用队列进行 void Levelordertravel(BinTree &T) { queue<BinTree>Q; if(!T) return;//空树返回 Q.push(T); while(T && !Q.empty()) { T=Q.front() ; cout<<T->Data<<endl; if(T->Left) Q.push(T->Left); if (T->Right) Q.push(T->Right); Q.pop(); } } int main() { BinTree rootNode=new BinTNode; CreateBinaryTree( rootNode); //使用的是指针函数 Pre_Order(rootNode); cout<<endl; BinTree tmp=rootNode; Pre_Order_not(rootNode); //使用的是引用递归在其中修改值会摆实参值进行修改 cout<<endl; Levelordertravel(tmp); return 0; }
采用递归先序遍历建立二叉树Java代码，Java中内存模型函数传递按值传递，栈内存存储的是对象在堆内存中地址
rootNode1节点通过断点调试可以看出最后可以用先序递归建立二叉树
package BinaryTree; //采用链表建立二叉排序树 import java.io.IOException; import java.util.Scanner; public class binaryTree { public TreeNode rootNode;//二叉树的根节点 //构造初始化 public static TreeNode rootNode1;//递归调用建立一般二叉树 public binaryTree(int [] data) { for(int i=0;i<data.length;i++) { Add_Node_to_Tree(data[i]); } System.out.println("递归调用建立二叉树"); //这里递归建立二叉树运用的是用先序遍历方式建立二叉树，从树根到最左叶节点。 rootNode1=REcord(rootNode1); } public static TreeNode REcord(TreeNode node) { int ch; Scanner sc=new Scanner(System.in); System.out.println("Enter a char"); ch=sc.nextInt(); System.out.println("read the char is:"+ch); if(ch==-1) { node=null; //return; } else { node=new TreeNode(ch); node.LeftNode=REcord(node.LeftNode); node.RightNode= REcord(node.RightNode); } return node; } public void Add_Node_to_Tree(int value){ //通过定义一个根节点对树进行记录 TreeNode currentNode=rootNode; TreeNode tmp=new TreeNode(value); if(rootNode==null) { rootNode=new TreeNode(value); return; } //按照规则左子树值比根节点小，右子树比根节点大 while(true) { //不断进行插入 if(currentNode.value>value) { //没有堆这样的严格，只需要子节点与父节点局部符合要求，并不是AVL树或者堆，堆必须要整体要求 //父结点的键值总是大于或等于（小于或等于）任何一个子节点的键值,二叉树并没有这种要求 if(currentNode.LeftNode==null) { currentNode.LeftNode=tmp; return; }else currentNode=currentNode.LeftNode; } else { if(currentNode.RightNode==null) { currentNode.RightNode=tmp; return; }else currentNode=currentNode.RightNode; } } } //前序遍历，递归调用顺序一样最重要的是输出的顺序不一样 public void PreOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 System.out.print("["+node.value+"]"); PreOrder(node.LeftNode); PreOrder(node.RightNode); } } //中序遍历 public void InOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 InOrder(node.LeftNode); System.out.print("["+node.value+"]"); InOrder(node.RightNode); } } public void PostOrder(TreeNode node) { if(node!=null){ //输出的结果 PostOrder(node.LeftNode); PostOrder(node.RightNode); System.out.print("["+node.value+"]"); } } public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub int []arr={7,4,1,5,16,8,11,12,15,9,2}; int i; binaryTree Tree=new binaryTree(arr); /*System.out.println("前序遍历结果"); Tree.PreOrder(Tree.rootNode); System.out.println(); System.out.println("中序遍历结果"); Tree.InOrder(Tree.rootNode); System.out.println(); System.out.println("后序遍历结果"); Tree.PostOrder(Tree.rootNode); System.out.println();*/ } } class TreeNode{ int value; TreeNode LeftNode; TreeNode RightNode; //构造函数 public TreeNode(int value) { this.value=value; this.LeftNode=null; this.RightNode=null; } }
采用泛型接口的方式递归构建二叉树：递归建立树的时候采用的是前序遍历的方式对树进行规则的输入。层次遍历过程中使用队列方式，一层层的进行遍历模拟
package Tree; import java.util.Scanner; //运用递归建立二叉树，递归采用前序遍历方式输入数据 public class BinaryTree<AnyType> { @SuppressWarnings("rawtypes") public static Node rootNode; private static class Node<AnyType> { AnyType value; Node<AnyType>Left; Node<AnyType>Right; public Node(AnyType v) { this.value=v; this.Left=null; this.Right=null; } } public BinaryTree(AnyType []arr) { AnyType Val; //通过递归建立 rootNode=AddNode(rootNode); //System.out.println(rootNode.value); PreOrder(rootNode); } public void PreOrder(Node P) { if(P!=null) { System.out.print("["+P.value+"]"); PreOrder(P.Left); PreOrder(P.Right); } } private Node <AnyType>AddNode(Node node) { int Val; @SuppressWarnings("resource") Scanner sc=new Scanner(System.in); System.out.println("Enter a char"); Val=sc.nextInt(); System.out.println("read the char is:"+Val); if((int)Val!=-1) { node=new Node<>(Val); node.Left=AddNode(node.Left); node.Right=AddNode(node.Right); } else { node=null; } return node; } public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Integer [] Arr={7,4,1,5,16,8,11,12,15,9,2,-1}; @SuppressWarnings("unused") BinaryTree <Integer>Tree=new BinaryTree<Integer>(Arr); } }
