下载文档原格式
树和二叉树的概念
嘿，朋友！咱们今天来聊聊树和二叉树这俩神奇的概念，就像走进
一个充满神秘和趣味的小世界。
你想想，树在咱们生活里多常见啊！那枝繁叶茂、挺拔而立的样子，是不是特别有生命力？其实在计算机的世界里，树的概念也有着独特
的魅力。
树就像是一个大家庭，有一个根节点，那就是一家之主，然后从根
节点开始，不断地延伸出分支，就像家庭成员不断繁衍一样。
每个分
支节点又可以有自己的子节点，这是不是很像家族的传承和发展？
比如说，一个公司的组织架构，高层领导就像根节点，下面的部门
经理就是分支节点，再下面的员工就是子节点。
这可不就是一棵“公司树”嘛！
那二叉树又是啥呢？你可以把它想象成一个有点“挑食”的树。
它每
个节点最多只有两个孩子节点，就像一个人最多只能有两个最亲近的
伙伴。
二叉树在计算机里的作用可大了去了！它可以让数据的查找、插入
和删除变得更加高效。
比如说，要在一堆数字里快速找到某个特定的数字，用二叉树来帮忙，就像在一堆杂乱的东西里，有条有理地按照特定的规则去找，一下子就能找到了，是不是很神奇？
再比如说，在排序的时候，二叉树就像是一个聪明的小助手，能快速把数据排得整整齐齐。
树和二叉树虽然看起来有点复杂，但只要你耐心去理解，就会发现它们其实就像咱们生活中的很多事物一样，有着自己的规律和逻辑。
你看，咱们每天都在和各种规律、逻辑打交道，比如做饭的步骤，上学的流程，这不都是一种“隐形的树”嘛！
所以啊，别被树和二叉树的概念给吓住，只要用心去琢磨，你就能轻松掌握它们，让它们为你的计算机知识添砖加瓦！
总之，树和二叉树的概念是计算机世界中非常重要且有趣的部分，值得我们深入探索和学习。
•1、树的基本概念树(tree）是一种简单的非线性结构。
在树结构中，每一个结点只有一个前件，称为父结点，没有前件的结点只有一个，称为树的根结点。
每一个结点可以有多个后件，它们称为该结点的子结点。
没有后件的结点称为叶子结点。
在树结构中，一个结点所拥有的后件个数称为该结点的度。
叶子结点的度为 0。
在树中，所有结点中的最大的度称为树的度。
• 2、二叉树及其基本性质（1）二叉树的定义二叉树是一种很有用的非线性结构，具有以下两个特点：①非空二叉树只有一个根结点；②每一个结点最多有两棵子树，且分别称为该结点的左子树和右子树。
由以上特点可以看出，在二叉树中，每一个结点的度最大为2，即所有子树（左子树或右子树）也均为二叉树，而树结构中的每一个结点的度可以是任意的。
另外，二叉树中的每个结点的子树被明显地分为左子树和右子树。
在二叉树中，一个结点可以只有左子树而没有右子树，也可以只有右子树而没有左子树。
当一个结点既没有左子树也没有右子树时，该结点即为叶子结点。
（2）二叉树的基本性质二叉树具有以下几个性质：性质1：在二叉树的第k层上，最多有2k-1（k≥1）个结点；性质2：深度为m的二叉树最多有2m-1个结点；性质3：在任意一棵二叉树中，度为0的结点（即叶子结点）总是比度为2的结点多一个。
性质4：具有n个结点的二叉树，其深度至少为［log2n］+1，其中［log2n］表示取log2n的整数部分。
在二叉树的遍历中，无论是前序遍历，中序遍历还是后序遍历，二叉树的叶子结点的先后顺序都是不变的。
3、满二叉树与完全二叉树满二叉树是指这样的一种二叉树：除最后一层外，每一层上的所有结点都有两个子结点。
在满二叉树中，每一层上的结点数都达到最大值，即在满二叉树的第k层上有2k-1个结点，且深度为m的满二叉树有2m－1个结点。
完全二叉树是指这样的二叉树：除最后一层外，每一层上的结点数均达到最大值；在最后一层上只缺少右边的若干结点。
对于完全二叉树来说，叶子结点只可能在层次最大的两层上出现：对于任何一个结点，若其右分支下的子孙结点的最大层次为p，则其左分支下的子孙结点的最大层次或为p，或为p+1。
数据结构详细教案——树与二叉树一、教学目标1.了解树和二叉树的基本概念和特点；2.掌握树和二叉树的基本操作；3.能够通过递归遍历树和二叉树。
二、教学重难点1.树和二叉树的基本概念和特点；2.递归遍历树和二叉树。
三、教学内容1.树的概念和特点1.1树的定义树是n（n>=0）个节点的有限集。
当n=0时，称为空树；如果不为空树，则1. 树有且仅有一个特殊节点被称为根（Root）；2.其余节点可分为m（m>0）个互不相交的有限集T1，T2，...，Tm，其中每个集合又是一棵树。
1.2节点间的关系- 父节点（parent）是当前节点的直接上级节点；- 子节点（child）是当前节点的直接下级节点；- 兄弟节点（sibling）是具有同一父节点的节点；- 祖先节点（ancestor）是通过从当前节点到根的任意路径可以到达的节点；- 子孙节点（descendant）是通过从该节点到子树的任意节点可以到达的节点。
1.3树的特点-树是一个有层次的结构，可以看作是一个鱼骨图；-树中的每个节点都可以有多个子节点，但只有一个父节点；-树中的节点之间是唯一的，不存在重复节点；-树中的任意两个节点之间都有且仅有一条路径连接。
2.二叉树的概念和特点2.1二叉树的定义二叉树是一种特殊的树结构，它的每个节点最多只能有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。
2.2二叉树的特点-二叉树的度最大为2，即每个节点最多有两个子节点；-二叉树的第i层最多有2^(i-1)个节点；-对于任意一颗二叉树，如果其叶子节点数为n0，度为2的节点数为n2，则有n0=n2+1；-完全二叉树是一种特殊的二叉树，除了最后一层的叶子节点外，每一层的节点都是满的。
四、教学过程1.讲解树和二叉树的基本概念和特点，引导学生理解树和二叉树的定义和节点间的关系。
2.分析树和二叉树的基本操作，并通过实例演示操作过程，让学生掌握操作的步骤和方法。
3.运用递归算法遍历树和二叉树的过程，详细讲解前序遍历、中序遍历和后序遍历的定义和实现方法。
树和二叉树知识考点整理●树的基本概念●树的定义●n个结点的有限集●n=0代表空树●满足条件●只有一个根的结点●其余结点是互不相交的有限集，每个集合本身是一棵树，是根的子树●树是一种递归的数据结构●树的根结点没有前驱，其余结点只有一个前驱●树中所有结点可以有零个或多个后驱●基本术语●双亲、兄弟、孩子、祖先●度：孩子个数●分支结点：度大于0●叶子结点：度为0●深度：从下往上；●高度：从上往下；●有序树：从左到右是有次序的●路径和路径长度：路径是从上往下的●森林：m棵互不相交的树的集合。
●树的基本性质●结点数=所有结点度数之和+1●度为m的树中第i层上至多有m的i-1次分个结点●高度为h的m叉树至多有（m^h-1）/（m-1）个结点●具有n个结点的m叉树的最小高度为「logm（n（m-1）+1）]●二叉树的概念●定义●一种树形结构，特点是每个结点至多只有两棵子树（即二叉树中不存在度大于2的结点）并且二叉树的子树有左右之分，次序不可颠倒●二叉树与度为2的有序树区别●度为2的可以有三个结点，二叉树可以是空树●度为2的有序树的孩子左右之分是根据另一个孩子而言的；二叉树无论有没有，都要确定左右●特殊的二叉树●满二叉树●树中每一层都含有最多的结点●完全二叉树●高度为h，有n个结点的二叉树，当且仅当，每个结点都与高度为h的满二叉树中的编号一一对应●二叉排序树●用途：可用于元素的排序、搜索●左子树上所有结点的关键字均小于根结点的关键字；右子树上所有结点的关键字均大于根结点的关键字；左子树和右子树又是一棵二叉排序树●二叉树的性质●非空二叉树上的叶子结点数等于度为2的结点树加1，即n0=n2+1●非空二叉树上第k层至多有2^（k-1）个结点●高度为h的二叉树至多有2^h-1个结点●具有n个结点的完全二叉树的高度为log2（n+1）取顶或者log2n取底+1●二叉树的存储结构●顺序存储结构●只适合存储完全二叉树，数组从0开始●链式存储结构●顺序存储的空间利用率太低●至少三个指针域：数据域、左指针域、右指针域●增加了指向父结点后，变为三叉链表的存储结构●在含有n个结点的二叉链表中，含有n+1个空链域●二叉树的遍历和线索二叉树●二叉树的遍历●先序遍历●根左右●应用：求树的深度●中序遍历●左根右●后序遍历●左右根●应用：求根到某结点的路径、求两个结点的最近公共祖先等●三个遍历时间复杂度都是O(n)●递归算法和非递归算法的转换●层次遍历●需要借助队列●步骤●二叉树根结点入队，然后出队，访问出队结点，若有左子树，左子树根结点入队●遍历右子树，有右子树，右子树根结点入队。
数据结构树和二叉树知识点总结
1.树的概念：树是一种非线性的数据结构，由节点和边构成，每个节点只能有一个父节点，但可以有多个子节点。
2. 二叉树的概念：二叉树是一种特殊的树结构，每个节点最多只有两个子节点，一个是左子节点，一个是右子节点。
3. 二叉树的遍历：二叉树的遍历分为前序遍历、中序遍历和后序遍历三种方式。
前序遍历是先访问根节点，再访问左子树，最后访问右子树；中序遍历是先访问左子树，再访问根节点，最后访问右子树；后序遍历是先访问左子树，再访问右子树，最后访问根节点。
4. 二叉搜索树：二叉搜索树是一种特殊的二叉树，它满足左子树中所有节点的值均小于根节点的值，右子树中所有节点的值均大于根节点的值。
因此，二叉搜索树的中序遍历是一个有序序列。
5. 平衡二叉树：平衡二叉树是一种特殊的二叉搜索树，它的左子树和右子树的高度差不超过1。
平衡二叉树的插入和删除操作可以保证树的平衡性，从而提高树的查询效率。
6. 堆：堆是一种特殊的树结构，它分为最大堆和最小堆两种。
最大堆的每个节点的值都大于等于其子节点的值，最小堆的每个节点的值都小于等于其子节点的值。
堆常用于排序和优先队列。
7. Trie树：Trie树是一种特殊的树结构，它用于字符串的匹配和检索。
Trie树的每个节点代表一个字符串的前缀，从根节点到叶子节点的路径组成一个完整的字符串。
以上是数据结构树和二叉树的一些基本知识点总结，对于深入学
习数据结构和算法有很大的帮助。
数据结构(第二版)课后习题答案第一章：数据结构概述数据结构是计算机科学中非常重要的一个概念，它用于组织和管理计算机内部存储的数据。
数据结构的设计直接影响到程序的运行效率和对真实世界问题的建模能力。
第二版的《数据结构》教材旨在帮助读者更好地理解和应用数据结构。
为了提高学习效果，每章节后都附有一系列习题。
本文将为第二版《数据结构》教材中的部分习题提供详细的答案和解析。
第二章：线性表2.1 顺序表习题1：请问如何判断顺序表是否为空表？答案：当顺序表的长度为0时，即为空表。
解析：顺序表是用一块连续的内存空间存储数据元素的线性结构。
当顺序表中没有元素时，长度为0，即为空表。
习题2：如何求顺序表中第i个元素的值？答案：可以通过访问顺序表的第i-1个位置来获取第i个元素的值。
解析：顺序表中的元素在内存中是连续存储的，通过下标访问元素时，需要将下标减1，因为数组是从0开始编号的。
2.2 链表习题1：请问链表中的结点包含哪些信息？答案：链表的结点一般包含两部分信息：数据域和指针域。
解析：数据域用于存储数据元素的值，指针域用于存储指向下一个结点的指针。
习题2：如何删除链表中的一个结点？答案：删除链表中的一个结点需要将其前一个结点的指针指向其后一个结点，然后释放被删除结点的内存空间。
解析：链表的删除操作相对简单，只需要通过修改指针的指向即可。
但需要注意释放被删除结点的内存空间，防止内存泄漏。
第三章：栈和队列3.1 栈习题1：如何判断栈是否为空？答案：当栈中没有任何元素时，即为空栈。
解析：栈是一种先进后出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，栈顶指针指向栈顶元素。
当栈中没有元素时，栈顶指针为空。
习题2：请问入栈和出栈操作的时间复杂度是多少？答案：入栈和出栈操作的时间复杂度均为O(1)。
解析：栈的入栈和出栈操作只涉及栈顶指针的改变，不受栈中元素数量的影响，因此时间复杂度为O(1)。
3.2 队列习题1：请问队列可以用哪些方式实现？答案：队列可以用数组或链表来实现。
数据结构课后习题答案-完整版下面是《数据结构课后习题答案-完整版》的内容：---第一章：数组1. 题目：给定一个整数数组，判断是否存在两个元素之和等于目标值。
答案：使用双指针法，首先将数组排序，然后设置左指针指向数组头部，右指针指向数组尾部。
如果左指针和右指针指向的元素之和小于目标值，则左指针右移；如果大于目标值，则右指针左移；如果等于目标值，则找到了两个元素之和等于目标值的情况。
2. 题目：给定一个整数数组和一个目标值，找出数组中和为目标值的两个数的下标。
答案：使用哈希表，在遍历数组的过程中，将每个元素的值和下标存储在哈希表中。
遍历到当前元素时，检查目标值与当前元素的差值是否在哈希表中，如果存在，则找到了两个数的下标。
---第二章：链表1. 题目：给定一个链表，判断链表中是否存在环。
答案：使用快慢指针法，定义两个指针，一个指针每次向前移动一个节点，另一个指针每次向前移动两个节点。
如果存在环，则两个指针必定会相遇。
2. 题目：给定一个链表，删除链表的倒数第N个节点。
答案：使用双指针法，定义两个指针，一个指针先移动N个节点，然后两个指针同时向前移动，直到第一个指针到达链表尾部。
此时第二个指针指向的节点即为要删除的节点。
---第三章：栈和队列1. 题目：设计一个栈，使得可以在常数时间内获取栈中的最小元素。
答案：使用辅助栈来保存当前栈中的最小元素。
每次压栈操作时，将当前元素与辅助栈的栈顶元素比较，只有当前元素较小才将其压入辅助栈。
2. 题目：设计一个队列，使得可以在常数时间内获取队列中的最大元素。
答案：使用双端队列来保存当前队列中的最大值。
每次入队操作时，将当前元素与双端队列的末尾元素比较，只有当前元素较大才将其压入双端队列。
---第四章：树和二叉树1. 题目：给定一个二叉树，判断它是否是平衡二叉树。
答案：通过递归遍历二叉树的每个节点，计算每个节点的左子树高度和右子树高度的差值。
如果任意节点的差值大于1，则该二叉树不是平衡二叉树。
树、⼆叉树、满⼆叉树、完全⼆叉树概念分清⾃由树⾃由树是⼀个连通的，⽆回路的⽆向图。
令G=(V，E)为⼀个⽆向图。
下⾯的表述是等价的。
1) G是⾃由树。
2) G中任意两个顶点由唯⼀⼀条简单路径得到。
3) G是连通的，但从E中去掉任何边后得到的图都是⾮连通的。
4) G是⽆回路的，且|E|=|V|-1。
5) G是连通的，且|E|=|V|-1。
6) G是⽆回路的，但添加任何边到E中得到的图包含回路。
⼆叉树在计算机科学中，⼆叉树是每个节点最多有两个⼦树的树结构。
通常⼦树被称作“左⼦树”（left subtree）和“右⼦树”（right subtree）。
⼆叉树的每个结点⾄多只有⼆棵⼦树(不存在度⼤于2的结点)，⼆叉树的⼦树有左右之分，次序不能颠倒。
⼆叉树的第i层⾄多有2^(i-1)个结点；深度为k的⼆叉树⾄多有2^k-1个结点；（等⽐数列1+2+4+…+2^(k-1) = 2^k-1）。
对任何⼀棵⼆叉树T，如果其终端结点数为n0，度为2的结点数为n2，则n0 = n2 + 1。
树和⼆叉树的三个主要差别：1) 树的结点个数⾄少为1，⽽⼆叉树的结点个数可以为0；2) 树中结点的最⼤度数没有限制，⽽⼆叉树结点的最⼤度数为2；3) 树的结点⽆左、右之分，⽽⼆叉树的结点有左、右之分。
满⼆叉树⼀棵深度为k，且有2^k-1个节点的树是满⼆叉树。
另⼀种定义：除了叶结点外每⼀个结点都有左右⼦叶且叶⼦结点都处在最底层的⼆叉树。
这两种定义是等价的。
从树的外形来看，满⼆叉树是严格三⾓形的，⼤家记住下⾯的图，它就是满⼆叉树的标准形态：所有内部节点都有两个⼦节点，最底⼀层是叶⼦节点。
性质：1) 如果⼀颗树深度为h，最⼤层数为k，且深度与最⼤层数相同，即k=h;2) 它的叶⼦数是： 2^(h-1)3) 第k层的结点数是： 2^(k-1)4) 总结点数是： 2^k-1 (2的k次⽅减⼀)5) 总节点数⼀定是奇数。
6) 树⾼：h=log2(n+1)。
