习题6树和二叉树
说明： 本文档中，凡红色字标出的题请提交纸质作业，只写题号和答案即可。 6.1 单项选择题 1. 2. A . 15 由于二叉树中每个结点的度最大为 2,所以二叉树是一种特殊的树，这种说法 A.正确
假定在一棵二叉树中， B . 16 C . 17 3. 按照二叉树的定义， A. 3 4. 按照二叉树的定义， A. 5 5. 6. 7. 8. B.错误
双分支结点数为15,单分支结点数为30个，则叶子结点数为 B 个。 D . 具有 B. 4
具有
B. 6
深度为5的二叉树至多有
A. 16
B. 32
47
3个结点的不同形状的二叉树有 _ C. 5 D. 6 3个不同数据结点的不同的二叉树有 C. 30 _C__个结点。 C. 31 D. 32 C 种。
C 种。 设高度为h 的二叉树上只有度为 0和度为 D. 10 2的结点，则此类二叉树中所包含的结点数至少为
B. 2h-1
C. 2h+1 m 个树叶，n 个结点，深度为h ，则__A__ B. h+m=2 n C. m=h-1
D. h+1 A. 2h 对一个满二叉树， A. n=h+m 任何一棵二叉树的叶结点在先序、中序和后序遍历序列中的相对次序 A.不发生改变 B.发生改变 如果某二叉树的前根次序遍历结果为 B. vwuts C. wuvts O D. n=2 h -1 A C.不能确定 D.以上都不对 stuwv ，中序遍历为uwtvs ，那么该二叉树的后序为 __C__。 D. wutsv 9. A. uwvts 10. 二叉树的前序遍历序列中，任意一个结点均处在其子女结点的前面，这种说法
正确 B.错误 11. 某二叉树的前序遍历结点访问顺序是 序遍历的结点访问顺序是 _D__。 A. bdgcefha B. gdbecfha
12. 在一非空二叉树的中序遍历序列中， A.只有右子树上的所有结点 C.只有左子树上的部分结点 abdgcefh ,中序遍历的结点访问顺序是 13. 如图6.1所示二叉树的中序遍历序列是 C. bdgaechf D. gdbehfca 根结点的右边 _A_。 B.只有右子树上的部分结点 D.只有左子树上的所有结点 B_。
C. dbaefcg
D. defbagc
序遍 A. abcdgef 序列 B. dfebagc abdgcefh B. dgbaechf D. abcdefgh 为一棵二叉树上的两个结点, 前的条件是 B a 在b 的右方 a 是b 的祖先
a . C . 已知某二叉树的后序遍历序列是 B. deca
b C. deab
c D . a 是b 的子孙 dabec ,中序遍历序列是 D. cedba 16. A. acbe
d 17.实现任意二叉树的后序遍历的非递归算法而不使用栈结构, 结构。 A.二叉链表
B.广义表存储结构
C.三叉链表
A. dgbaechf ,则其后 二叉树如图6.2所示，其中序遍历的 疋 D
。
B . a 在b 的左方
debac,它的前序遍历序列是 最佳方案是二叉树采用 D.顺序存储结构
C. 在中 C 存储
18.如图6.3所示的4棵二叉树，__C_不是完全二叉树。
图6.3
24.树的基本遍历策略可分为先根遍历和后根遍历；二叉树的基本遍历策略可分为先序遍历、中序遍历和后序遍历。这里，我们把由树转化得到的
A 是正确的。
二叉树叫做这棵数对应的二叉树。结论
A. 树的先根遍历序列与其对应的二叉树的先序遍历序列相同
B. 树的后根遍历序列与其对应的二叉树的后序遍历序列相同
C. 树的先根遍历序列与其对应的二叉树的中序遍历序列相同
D. 以上都不对
25.树最适合用来表示__C__。
A.有序数据元素
C.元素之间具有分支层次关系的数据B.
D.
无序数据元素元素之
间无联系的数据
6.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 有一棵树如图6.5所示，回答下面的问题：这棵树的根结点是_k0_ ；这棵树的
叶子结点是_ 结点k3的度是_2—；这棵树的度是_3_;
这棵树的深度是__4__ ；结点k3的子女是__k5,k6_ ；结点k3的父结点是
__k1__ ；
2. 指出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
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
③树的结点无左、右之分，而二叉树的结点有左、右之分
3. 从概念上讲，树与二叉树是两种不同的数据结构，将树转化为二叉树的基本目的是
二叉树的存储结构并利用二叉树的已有算法解决树的有关问题_。
图6.5 一棵树
树可采用接表示形式为_______
4. 一棵二叉树的结点数据采用顺序存储结构，存储于数组t中，如图6.6所示，则该二叉树的链
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
e a
f d
g c j l
h b
5. 深度为k的完全二叉树至少有_2k-1_个结点。至多有__2k-1__个结点，若按自上而下，从左
到右次序给结点编号(从1开始)，则编号最小的叶子结点的编号是_1k-2+1_。
6. 在一棵二叉树中，度为零的结点的个数为n 0,度为2的结点的个数为n 2,则有n o=__n2+1_
7. 一棵二叉树的第i (i > 1 )层最多有_2i-1_个结点；一棵有n (n>0)个结点的满二叉树共有__(n+1)/2
—个叶子和__(n-1)/2—个非终端结点。
8. 结点最少的树为—只有一个结点的树__,结点最少的二叉树为—空的二叉树 _。
9. 现有按中序遍历二叉树的结果为abc,问有__5__种不同形态的二叉树可以得到这一遍历结果，
这些二叉树分别是_____ 。
10. 由如图6.7所示的二叉树，回答以下问题: ⑴其中序遍历序列为__dgbaechif__ ；⑵ 其前序遍历序
列为__abdgcefhi__ ；⑶其后序遍历序列为__gdbeihfca__;
6.3 简答题
1. 根据二叉树的定义，具有三个结点的二叉树有5种
不同的形态，请将它们分别画出。
2. 假设一棵二叉树的先序序列为EBADCFHGIK和中序序列为ABCDEFGHIJ K
3. 由如图6.7所示的二叉树，请画出该二叉树对应的森林。
4. 已知一棵树如图6.8所示，转化为一棵二叉树，表示为_______ 。图6.7 一棵二叉树
5. 以数据集｛4，5，6，7，10，12，18｝为结点权值，画出构造Huffman树的每一
步图示，计算其带权路径长度为。
6. 一棵含有N个结点的k叉树,可能达到的最大深度和最小深度各为多少？
最大深度：h=N-k+1,最小深度：logkN+1
7. 证明：一棵满k叉树上的叶子结点数n0和非叶子结点数n1之间满足以下关系：
n 0 =(k-1)n 1+1
6.4算法设计题
1. 编写按层次顺序(同一层自左至右)遍历二叉树的算法。
2．试编写算法，对一棵二叉树, 统计叶子的个数。
图6.8 一棵树
3．试编写算法，对一棵二叉树根结点不变，将左、右子树进行交换，树中每个结点的左、右子树进行交换。
7. 假设用于通讯的电文仅有八个字母(a,b,c,d,e,f,g,h) 组成，字母在电文中出现的频率分别为0.07, 0.19, 0.02, 0.06, 0.32, 0.03, 0.21, 0.10 。试为这八个字母设计哈夫曼编码。
使用0-7 的二进制表示形式是另一种编码方案。对于上述实例，比较两种方案的优缺点。
8. 试编写算法，对一棵以孩子-兄弟链表表示的树统计叶子的个数。假设一棵二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ 和中序序列为ABCDEFGHIJK 。请画出该树。
第6章树和二叉树作业 1、假设在树中，结点x是结点y的双亲时，用(x,y)来表示树边。已知一棵树的树边集合为{ (e,i), (b,e), (b,d), (a,b), (g,j), (c,g), (c,f), (h,l), (c,h), (a,c) } ，用树型表示法表示该树，并回答下列问题： ①哪个是根结点? 哪些是叶子结点? 哪个是g的双亲? 哪些是g的祖先? 哪些是g的孩子? 那些是e的子孙? 哪些是e的兄弟? 哪些是f 的兄弟? ②b和n的层次各是多少? 树的深度是多少? 以结点c为根的子树的深度是多少? 2、一棵深度为h的满k叉树有如下性质：第h层上的结点都是叶子结点，其余各层上每个结点都有k棵非空子树。如果按层次顺序(同层自左至右)从1开始对全部结点编号，问： ①各层的结点数是多少? ②编号为i的结点的双亲结点(若存在)的编号是多少? ③编号为i的结点的第j个孩子结点(若存在)的编号是多少? ④编号为i的结点的有右兄弟的条件是什么? 其右兄弟的编号是多少? 3、设有如图6-27所示的二叉树。 ①分别用顺序存储方法和链接存储方法画 出该二叉树的存储结构。 ②写出该二叉树的先序、中序、后序遍历序 列。 4、已知一棵二叉树的先序遍历序列和中序遍 历序列分别为ABDGHCEFI和 GDHBAECIF，请画出这棵二叉树，然后给 出该树的后序遍历序列。
5、设一棵二叉树的中序遍历序列和后序遍历序列分别为BDCEAFHG 和DECBHGFA ，请画出这棵二叉树，然后给出该树的先序序列。 6、已知一棵二叉树的中序遍历序列和后序遍历序列分别为dgbaekchif 和gdbkeihfca，请画出这棵二叉树对应的中序线索树和后序线索树。 7、以二叉链表为存储结构，请分别写出求二叉树的结点总数及叶子结点总数的算法。 8、设图6-27所示的二叉树是森林F所对应的二叉树，请画出森林F。 9、设有一棵树，如图6-28 所示。 ①请分别用双亲表示法、孩 子表示法、孩子兄弟表示法 给出该树的存储结构。 ②请给出该树的先序遍历 序列和后序遍历序列。 ③请将这棵树转换成二叉 树。 10、设给定权值集合 w={3,5,7,8,11,12} ，请构造 关于w的一棵huffman树，并求其加权路径长度WPL 。 11、假设用于通信的电文是由字符集{a, b, c, d, e, f, g, h}中的字符构成，这8个字符在电文中出现的概率分别为{0.07, 0.19, 0.02, 0.06, 0.32, 0.03, 0.21, 0.10} 。 ①请画出对应的huffman树(按左子树根结点的权小于等于右子树根结点的权的次序构造)。 ②求出每个字符的huffman编码。
实验三二叉树的操作及应用 实验课程名：数据结构与算法 专业班级：15计科1班学号：201540410109 姓名：刘江 实验时间：2016.10.24-10.31 实验地点：K4-102 指导教师：冯珊 成绩: 一、实验目的及要求 1、进一步掌握指针变量、动态变量的含义。 2、掌握二叉树的结构特性，以及各种存储结构的特点和适用范围。 3、掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。 二、实验内容 任务一：完成下列程序，该程序以二叉链表作存储结构，构建如图1所示的二叉树， 并依次进行二叉树的前序、中序、后序及层次遍历。 图1 解答： （1）源代码：#include
else { if(!(T=(Node*)malloc(sizeof(Node)))){printf("Overflow.\n") ;exit(0);} T->data =ch; CreatBiTree(T->lchild ); CreatBiTree(T->rchild ); } return T; } void PrintData(DataType x) { printf("%c",x); } void PreOrder(BiTree T, void (*Visit)( DataType item)) /*前序遍历二叉树T，访问操作为Visit()函数*/ { if(T!= NULL) { Visit(T->data); PreOrder(T->lchild, Visit); PreOrder(T->rchild, Visit); } } void InOrder(BiTree T, void (*Visit)( DataType item)) /*中序t */ { if(T!= NULL) { InOrder(T->lchild, Visit); Visit(T->data); InOrder(T->rchild, Visit); } } void PostOrder(BiTree T, void (*Visit)( DataType item)) /*后序 */ { if(T!= NULL) { PostOrder(T->lchild, Visit); PostOrder(T->rchild, Visit); Visit(T->data); }
实验三二叉树的遍历 一、实验目的 １、熟悉二叉树的结点类型和二叉树的基本操作。 ２、掌握二叉树的前序、中序和后序遍历的算法。 3、加深对二叉树的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力。 二、实验环境 运行Ｃ或VC++的微机。 三、实验内容 1、依次输入元素值，以链表方式建立二叉树，并输出结点的值。 2、分别以前序、中序和后序遍历二叉树的方式输出结点内容。 四、设计思路 1. 对于这道题，我的设计思路是先做好各个分部函数，然后在主函数中进行顺序排列，以此完成实验要求 2．二叉树采用动态数组 3.二叉树运用9个函数，主要有主函数、构建空二叉树函数、建立二叉树函数、访问节点函数、销毁二叉树函数、先序函数、中序函数、后序函数、范例函数，关键在于访问节点 五、程序代码 #include
int data; //数据域 struct TNode *lchild,*rchild; // 指针域包括左右孩子指针 }TNode,*Tree; void CreateT(Tree *T)//创建二叉树按,依次输入二叉树中结点的值 { int a; scanf("%d",&a); if(a==00) // 结点的值为空 *T=NULL; else // 结点的值不为空 { *T=(Tree)malloc(sizeof(TNode)); if(!T) { printf("分配空间失败！！TAT"); exit(ERROR); } (*T)->data=a; CreateT(&((*T)->lchild)); // 递归调用函数，构造左子树 CreateT(&((*T)->rchild)); // 递归调用函数，构造右子树 } } void InitT(Tree *T)//构建空二叉树 { T=NULL; } void DestroyT(Tree *T)//销毁二叉树 { if(*T) // 二叉树非空 { DestroyT(&((*T)->lchild)); // 递归调用函数，销毁左子树 DestroyT(&((*T)->rchild)); // 递归调用函数，销毁右子树 free(T); T=NULL; } } void visit(int e)//访问结点 { printf("%d ",e); }
1.设一棵完全二叉树共有699 个结点，则在该二叉树中的叶子结点数？ 1根据二叉树的第i层至多有2A(i - 1)个结点；深度为k的二叉树至多有2A k - 1 个结点(根结点的深度为1)”这个性质： 因为2A9-1 < 699 < 2A10-1 , 所以这个完全二叉树的深度是10，前9 层是一个满二叉树， 这样的话，前九层的结点就有2A9-1=511 个；而第九层的结点数是2A(9-1)=256 所以第十层的叶子结点数是699-511=188 个；现在来算第九层的叶子结点个数。由于第十层的叶子结点是从第九层延伸的，所以应该去掉第九层中还有子树的结点。因为第十层有188 个，所以应该去掉第九层中的188/2=94 个；所以，第九层的叶子结点个数是256-94=162，加上第十层有188 个，最后结果是350 个 2完全二叉树：若二叉树中最多只有最下面两层的结点的度可以小于2，并且最下面一层的结点 (叶结点) 都依次排列在该层最左边的位置上，这样的二叉树为完全二叉树。 比如图：完全二叉树除叶结点层外的所有结点数(叶结点层以上所有结点数)为奇数，此题中，699 是奇数，叶结点层以上的所有结点数为保证是奇数，则叶结点数必是偶数，这样我们可以立即选出答案为B！如果完全二叉树的叶结点都排满了，则是满二叉树，易得满二叉树的叶结点数是其以上所有层结点数+1 比如图： 此题的其实是一棵满二叉树，我们根据以上性质，699+1=700，700/2=350，即叶结点数为350，叶结点层以上所有结点数为350-1=349。 3完全二叉树中，只存在度为2 的结点和度为0 的结点，而二叉树的性质中有一条是： nO=n2+1 ; nO指度为0的结点，即叶子结点，n2指度为2的结点，所以2n2+1=699 n2=349 ; n0=350 2.在一棵二叉树上第 5 层的结点数最多是多少一棵二叉树，如果每个结点都是是满的，那么会满足2A(k-1)1 。所以第5 层至多有2A(5-1)=16 个结点！ 3.在深度为5 的满二叉树中，叶子结点的个数为答案是16 ~ 叶子结点就是没有后件的结点~ 说白了~ 就是二叉树的最后一层~ 深度为K 的二叉树~ 最多有2Ak-1 个结点~ 最多有2A(k-1) 个结点~ 所以此题~ 最多有2A5-1=31 个结点~ 最多有2A(5-1)=16 个叶子结点~ 4.某二叉树中度为2 的结点有18 个，则该二叉树中有几个叶子结点？结点的度是指树中每个结点具有的子树个数或者说是后继结点数。 题中的度为2 是说具有的2 个子树的结点；二叉树有个性质：二叉树上叶子结点数等于度为2 的结点数加1。 5.在深度为7 的满二叉树中，度为2 的结点个数为多少，就是第一层只有一个节点，他有两个子节点，第二层有两个节点，他们也都有两个子节点以此类推，所以到第6 层，就有2的5次方个节点，他们都有两个子节点最后第7 层都没有子节点了。因为是深度为7 的。 所以就是1+2+4+8+16+32 了 2深度为1的时候有0个 深度为2的时候有1个 深度为3的时候有3个 深度为4的时候有7个 深度为n的时候有（2的n-1次方减1 ）个 6?—棵二叉树中共有70个叶子结点与80个度为1的结点，则该二叉树中的总结点数为？
树作业（一） 【作业要求】 1.提交文档，写出答案 2.如果有需要绘图，可以手绘拍照节省时间 【题目说明】 1 单项选择题 1. 由于二叉树中每个结点的度最大为2，所以二叉树是一种特殊的树，这种说法_B_。 A. 正确 B. 错误 2. 假定在一棵二叉树中，双分支结点数为15，单分支结点数为30个，则叶子结点数为 B 个。 A．15 B．16C．17D．47 3. 按照二叉树的定义，具有3个结点的不同形状的二叉树有__C__种。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 4. 按照二叉树的定义，具有3个不同数据结点的不同的二叉树有__C__种。 A. 5 B. 6 C. 30 D. 32 5. 深度为5的二叉树至多有__C__个结点。 A. 16 B. 32 C. 31 D. 10 6. 设高度为h的二叉树上只有度为0和度为2的结点，则此类二叉树中所包含的结点数至少为_ _B__。 A. 2h B. 2h-1 C. 2h+1 D. h+1 7. 对一个满二叉树，m个树叶，n个结点，深度为h，则__D__ 。 A. n=h+m B. h+m=2n C. m=h-1 D. n=2 h-1 8. 如图1所示的4棵二叉树，__C__不是完全二叉树。
(A) (B) (C) (D) 图1 9. 树最适合用来表示__C__。 A. 有序数据元素 B. 无序数据元素 C. 元素之间具有分支层次关系的数据 D. 元素之间无联系的数据 2 填空题 1. 举例说明树和二叉树的两个主要差别_树的节点的最大度数没有限制，但是二叉树的节点的最大度数为2___、__树中节点的子节点没有顺序之分，但是二叉树中节点的子节点分左孩子、右孩子__。 2. 一棵二叉树的结点数据采用顺序存储结构，存储于数组t中，如下图所示，请画出该二叉树的形态。 123456789101112131415161718192021 e a f d g c j l h b 一棵二叉树的顺序存储数组t 3. 深度为k的完全二叉树至少有__2k?1__个结点。至多有__2k?1__个结点，若按自上而下，从左到右次序给结点编号（从1开始），则编号最小的叶子结点的编号是__2k?2+1__。 4、已知一棵完全二叉树的第6层（设根是第1层）有8个叶结点，则该完全二叉树的结点个数最多是多少？
习题六树和二叉树 一、单项选择题 1．以下说法错误的是（） A. 树形结构的特点是一个结点可以有多个直接前趋 B. 线性结构中的一个结点至多只有一个直接后继 C. 树形结构可以表达（组织）更复杂的数据 D. 树（及一切树形结构）是一种”分支层次”结构 E. 任何只含一个结点的集合是一棵树 2. 下列说法中正确的是（） A. 任何一棵二叉树中至少有一个结点的度为2 B. 任何一棵二叉树中每个结点的度都为2 C. 任何一棵二叉树中的度肯定等于2 D. 任何一棵二叉树中的度可以小于2 3. 讨论树、森林和二叉树的关系，目的是为了（） A. 借助二叉树上的运算方法去实现对树的一些运算 B. 将树、森林按二叉树的存储方式进行存储 C. 将树、森林转换成二叉树 D. 体现一种技巧，没有什么实际意义4．树最适合用来表示（） A. 有序数据元素 B .无序数据元素 C.元素之间具有分支层次关系的数据 D .元素之间无联系的数据 5．若一棵二叉树具有10个度为2的结点，5个度为1的结点，则度为0的结点个数是（）A．9 B ．11 C ．15 D ．不确定 6. 设森林F中有三棵树，第一，第二，第三棵树的结点个数分别为M1, M2和M3与森林F 对应的二叉树根结点的右子树上的结点个数是（）。 A．M1 B ．M1+M2 C ．M3 D ．M2+M3 7．一棵完全二叉树上有1001个结点，其中叶子结点的个数是（） A．250 B ．500 C ．254 D ．505 E ．以上答案都不对 8. 设给定权值总数有n 个，其哈夫曼树的结点总数为（） A. 不确定 B . 2n C . 2n+1 D . 2n-1 9．二叉树的第I 层上最多含有结点数为（） I I-1 I-1 I A．2I B ．2 I-1 -1 C ．2 I-1 D ．2 I -1 10．一棵二叉树高度为h, 所有结点的度或为0，或为2，则这棵二叉树最少有（）结点A．2h B ．2h-1 C ．2h+1 D ．h+1 11. 利用二叉链表存储树，则根结点的右指针是（）。 A.指向最左孩子 B .指向最右孩子 C .空D .非空 12．已知一棵二叉树的前序遍历结果为为（）。 A．CBEFDA B ．FEDCBA 13．已知某二叉树的后序遍历序列是（）。 ABCDEF中序遍历结果 为 C ．CBEDFA D dabec, 中序遍历序列是 CBAEDF则后序遍历的结 果 ．不定 debac , 它的前序遍历是
树 (树根结点的高度为1) 一、选择题 3．以下说法错误的是( )。 A．完全二叉树上结点之间的父子关系可由它们编号之间的关系来表达B．在三叉链表上，二叉树的求双亲操作很容易实现 C．在二叉链表上，求根以及求左、右孩子等操作很容易实现 D．在二叉链表上，求双亲操作的时间性能很好 4．以下说法错误的是( )。 A．一般在哈夫曼树中，权值越大的叶子离根结点越近 B．哈夫曼树中没有度数为1的分支结点 C．若初始森林中共有n棵二叉树，最终求得的哈夫曼树共有2n-1个结点D．若初始森林中共有n棵二叉树， 进行2n-1次合并后才能剩下一棵最终的哈夫曼树 5．深度为6的二叉树最多有( )个结点。 A．64 B．63 C．32 D．31 6．将含有41个结点的完全二叉树从根结点开始编号，根为1号， 后面按从上到下、从左到右的顺序对结点编号， 那么编号为21的双亲结点编号为( )。 A．10B．11 C．41 D．20 7．设深度为k的二叉树上只有度为0和度为2的结点， 则这类二叉树上所含结点总数最少( )个。 A．k+l B．2k C．2k-1D．2k+1 8．下列说法中正确的是( )。 A．任何一棵二叉树中至少有一个结点的度为2 B．任何一棵二叉树中每个结点的度都为2 C．任何一棵二叉树中的每个结点的度肯定等于2 D．任何一棵二叉树中的每个结点的度都可以小于2 9．一棵二叉树满足下列条件：对任意结点，若存在左、右子树， 则其值都小于它的左子树上所有结点的值， 而大于右子树上所有结点的值。 现采用( )遍历方式就可以得到这棵二叉树所有结点的递减序列。A．前序B．中序C．后序D．层次 10．如图6-1所示的二叉树的中序遍历序列是( )。 A．abcdgef B．dfebagc C．dbaefcg D．defbagc
实验六：二叉树及其应用 一、实验目的 树是数据结构中应用极为广泛的非线性结构，本单元的实验达到熟悉二叉树的存储结构的特性，以及如何应用树结构解决具体问题。 二、问题描述 首先，掌握二叉树的各种存储结构和熟悉对二叉树的基本操作。其次，以二叉树表示算术表达式的基础上，设计一个十进制的四则运算的计算器。 如算术表达式：a+b*(c-d)-e/f 三、实验要求 如果利用完全二叉树的性质和二叉链表结构建立一棵二叉树，分别计算统计叶子结点的个数。求二叉树的深度。十进制的四则运算的计算器可以接收用户来自键盘的输入。由输入的表达式字符串动态生成算术表达式所对应的二叉树。自动完成求值运算和输出结果。四、实验环境 PC微机 DOS操作系统或 Windows 操作系统 Turbo C 程序集成环境或 Visual C++ 程序集成环境 五、实验步骤 1、根据二叉树的各种存储结构建立二叉树； 2、设计求叶子结点个数算法和树的深度算法； 3、根据表达式建立相应的二叉树，生成表达式树的模块； 4、根据表达式树，求出表达式值，生成求值模块； 5、程序运行效果，测试数据分析算法。 六、测试数据 1、输入数据：*（+）3 正确结果： 2、输入数据：(1+2)*3+(5+6*7);
正确输出：56 七、表达式求值 由于表达式求值算法较为复杂，所以单独列出来加以分析： 1、主要思路：由于操作数是任意的实数，所以必须将原始的中缀表达式中的操作数、操作符以及括号分解出来，并以字符串的形式保存；然后再将其转换为后缀表达式的顺序，后缀表达式可以很容易地利用堆栈计算出表达式的值。 例如有如下的中缀表达式： a+b-c 转换成后缀表达式为： ab+c- 然后分别按从左到右放入栈中，如果碰到操作符就从栈中弹出两个操作数进行运算，最后再将运算结果放入栈中，依次进行直到表达式结束。如上述的后缀表达式先将a 和b 放入栈中，然后碰到操作符“+”，则从栈中弹出a 和b 进行a+b 的运算，并将其结果d（假设为d）放入栈中，然后再将c 放入栈中，最后是操作符“-”，所以再弹出d和c 进行d-c 运算，并将其结果再次放入栈中，此时表达式结束，则栈中的元素值就是该表达式最后的运算结果。当然将原始的中缀表达式转换为后缀表达式比较关键，要同时考虑操作符的优先级以及对有括号的情况下的处理，相关内容会在算法具体实现中详细讨论。 2、求值过程 一、将原始的中缀表达式中的操作数、操作符以及括号按顺序分解出来，并以字符串的 形式保存。 二、将分解的中缀表达式转换为后缀表达式的形式，即调整各项字符串的顺序，并将括 号处理掉。 三、计算后缀表达式的值。 3、中缀表达式分解 DivideExpressionToItem()函数。分解出原始中缀表达式中的操作数、操作符以及括号，保存在队列中，以本实验中的数据为例，分解完成后队列中的保存顺序如下图所示：
第六章树和二叉树 1 一、选择题 1. 已知一算术表达式的中缀形式为A+B*C-D/E，后缀形式为ABC*+DE/-，其前缀形式为( ) A．-A+B*C/DE B．-A+B*CD/E C．-+*ABC/DE D．-+A*BC/DE 2. 在下述结论中，正确的是（） ①只有一个结点的二叉树的度为0; ②二叉树的度为2； ③二叉树的左右子树可任意交换; ④深度为K的完全二叉树的结点个数小于或等于深度相同的满二叉树。 A．①②③B．②③④C．②④D．①④ 3. 设树T的度为4，其中度为1，2，3和4的结点个数分别为4，2，1，1 则T中的叶子数为（） A．5 B．6 C．7 D．8 4. 设森林F对应的二叉树为B，它有m个结点，B的根为p,p的右子树结点个数为n,森林F中第一棵树的结点个数是（） A．m-n B．m-n-1 C．n+1 D．条件不足，无法确定 5. 若一棵二叉树具有10个度为2的结点，5个度为1的结点，则度为0的结点个数是（） A．9 B．11 C．15 D．不确定 6. 设森林F中有三棵树，第一，第二，第三棵树的结点个数分别为M1，M2和M3。与森林F对应的二叉树根结点的右子树上的结点个数是（）。
A．M1 B．M1+M2 C．M3 D．M2+M3 7.有关二叉树下列说法正确的是（） A．二叉树的度为2 B．一棵二叉树的度可以小于2 C．二叉树中至少有一个结点的度为2 D．二叉树中任何一个结点的度都为2 8. 一棵完全二叉树上有1001个结点，其中叶子结点的个数是（）。 A．250 B．500 C．254 D．505 E．以上答案都不对 9. 具有10个叶结点的二叉树中有（）个度为2的结点。 A．8 B．9 C．10 D．ll 10. 深度为h的满m叉树的第k层有（）个结点。(1= 5.1树的概念 树的递归定义如下：（1）至少有一个结点（称为根）（2）其它是互不相交的子树 1.树的度——也即是宽度，简单地说，就是结点的分支数。以组成该树各结点中最大的度作为该树的度，如上图的树，其度为3;树中度为零的结点称为叶结点或终端结点。树中度不为零的结点称为分枝结点或非终端结点。除根结点外的分枝结点统称为内部结点。 2.树的深度——组成该树各结点的最大层次，如上图，其深度为4； 3.森林——指若干棵互不相交的树的集合，如上图，去掉根结点A，其原来的二棵子树T1、T2、T3的集合{T1,T2,T3}就为森林； 4.有序树——指树中同层结点从左到右有次序排列，它们之间的次序不能互换，这样的树称为有序树，否则称为无序树。 5.树的表示 树的表示方法有许多，常用的方法是用括号：先将根结点放入一对圆括号中，然后把它的子树由左至右的顺序放入括号中，而对子树也采用同样的方法处理；同层子树与它的根结点用圆括号括起来，同层子树之间用逗号隔开，最后用闭括号括起来。如上图可写成如下形式： (A(B(E(K,L),F),C(G),D(H(M),I,J))) 5. 2 二叉树 1.二叉树的基本形态： 二叉树也是递归定义的，其结点有左右子树之分，逻辑上二叉树有五种基本形态： (1)空二叉树——(a)； (2)只有一个根结点的二叉树——(b)； (3)右子树为空的二叉树——(c)； (4)左子树为空的二叉树——(d)； (5)完全二叉树——(e) 注意：尽管二叉树与树有许多相似之处，但二叉树不是树的特殊情形。 2.两个重要的概念： (1)完全二叉树——只有最下面的两层结点度小于2，并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树； (2)满二叉树——除了叶结点外每一个结点都有左右子女且叶结点都处在最底层的二叉树,。 如下图： 完全二叉树 1页 习题6树和二叉树 说明： 本文档中，凡红色字标出的题请提交纸质作业，只写题号和答案即可。 6.1单项选择题 1. 由于二叉树屮每个结点的度最大为2,所以二叉树是一种特殊的树，这种说法_B_。 A. 正确 B.错误 2. 假定在一棵二叉树屮，双分支结点数为15,单分支结点数为30个，则叶子结点数为 B_个。 A. 15 B. 16 C. 17 D. 47 3. 按照二叉树的定义，具有3个结点的不同形状的二叉树有_C_种。 A. 3 B.4 C. 5 D. 6 4. 按照二叉树的定义，具有3个不同数据结点的不同的二叉树有_C_种。 A.5 B.6 C. 30 D. 32 5. 深度为5的二叉树至多有_C_个结点。 A. 16 B. 32 C. 31 D. 10 6. 设高度为h 的二叉树上只有度为0和度为2的结点，则此类二叉树中所包含的结点 数至少为 B 。 A. 2h B. 2h-l C. 2h+l D. h+l 7. 对一个满二叉树，m 个树叶，n 个结点，深度为h,则_A_。 A. n=h+m B. h+m=2n C. m=h-1 D. n=2 h -l 8. 任何一棵二叉树的叶结点在先序、中序和后序遍历序列中的相对次序_A_。 A.不发生改变 B.发生改变 C.不能确定 D.以上都不对 9. 如杲某二叉树的前根次序遍历结果为stuwv,中序遍历为uwtvs,那么该二叉树的后 序为_C_。 A. uwvts B. vwuts C. wuvts D. wutsv 10. 二叉树的前序遍历序列中，任意一个结点均处在其子女结点的前面，这种说法_A_。 A.正确 B.错误 11. 某二叉树的前序遍历结点访问顺序是abdgcefh,中序遍历的结点访问顺序是 dgbaechf,则其后序遍历的结点访问顺序是_D_。 A. bdgcefha B. gdbecfha 12. 在一非空二叉树的中序遍历序列中, A.只有右子树上的所有结点 13. 如图6.1所示二叉树的中序遍历序列是_B_。 14. 一棵二叉树如图6.2所示，其中序遍历的序列为 B 。 A. abdgcefh B. dgbaechf C. gdbehfca D. abcdefgh C. bdgaechf D. gdbehfca 根结点的右边_A_。 B.只有右子树上的部分结点 C.只有左子树上的部分结点 D.只有左子树上的所有结点 A. abcdgef B. dfebagc C. dbaefcg D. defbagc 图6」 树和二叉树 一、实验目的 1.掌握二叉树的结构特征，以及各种存储结构的特点及适用范围。 2.掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算。 二、实验要求 1.认真阅读和掌握本实验的程序。 2.上机运行本程序。 3.保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 4.按照二叉树的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运 行结果。 三、实验内容 1.输入字符序列，建立二叉链表。 2.按先序、中序和后序遍历二叉树（递归算法）。 3.按某种形式输出整棵二叉树。 4.求二叉树的高度。 5.求二叉树的叶节点个数。 6.交换二叉树的左右子树。 7.借助队列实现二叉树的层次遍历。 8.在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。 为了实现对二叉树的有关操作，首先要在计算机中建立所需的二叉树。建立二叉树有各种不同的方法。一种方法是利用二叉树的性质5来建立二叉树，输入数据时要将节点的序号（按满二叉树编号）和数据同时给出：（序号，数据元素0）。另一种方法是主教材中介绍的方法，这是一个递归方法，与先序遍历有点相似。数据的组织是先序的顺序，但是另有特点，当某结点的某孩子为空时以字符“#”来充当，也要输入。若当前数据不为“#”，则申请一个结点存入当前数据。递归调用建立函数，建立当前结点的左右子树。 四、解题思路 1、先序遍历：○1访问根结点，○2先序遍历左子树，○3先序遍历右子树 2、中序遍历：○1中序遍历左子树，○2访问根结点，○3中序遍历右子树 3、后序遍历：○1后序遍历左子树，○2后序遍历右子树，○3访问根结点 4、层次遍历算法：采用一个队列q，先将二叉树根结点入队列，然后退队列，输出该结点；若它有左子树，便将左子树根结点入队列；若它有右子树，便将右子树根结点入队列，直到队列空为止。因为队列的特点是先进后出，所以能够达到按层次遍历二叉树的目的。 五、程序清单 #include 重庆交通大学综合性设计性实验报告 班级：软件开发专业 2010级一班 实验项目名称：二叉树 实验项目性质：设计性实验 实验所属课程：数据结构 实验室(中心)： 6教 指导教师：鲁云平 实验完成时间： 2012 年 4 月 29 日 一、实验目的 主要完成以下功能: 1. 建立二叉树 2. 计算结点所在的层次 3 .统计结点数量和叶结点数量 4. 计算二叉树的高度 5. 计算结点的度 6. 找结点的双亲和子女 7. 二叉树的遍历 8. 二叉树的输出等等 二、实验内容及要求 1.二叉树的结点结构,二叉树的存储结构由学生自由选择和设定 2.实验完成后上交打印的实验报告,报告内容与前面所给定的实验模板相同 3.将实验报告电子版和源代码在网络教学平台提交 三、实验设备及软件 Visual studio 2010 四、设计方案 ㈠题目（老师给定或学生自定） 二叉树的简单应用 ㈡设计的主要思路 通过递归原理实现大部分遍历二叉树功能 ㈢主要功能 1. 建立二叉树 2. 计算结点所在的层次 3 .统计结点数量和叶结点数量 4. 计算二叉树的高度 5. 计算结点的度 6. 找结点的双亲和子女 7. 二叉树的遍历 8. 二叉树的输出 五、主要代码 栈头文件：stack.h class Stack { public: Stack(int sz=100); ~Stack(){delete[]elements;} void Push(const T &x); bool Pop(T &x); bool getTop(T &x); bool IsEmpty()const{return(top==-1)?true:false;} bool IsFull()const{return(top==maxSize-1)?true:false;} private: T *elements; int top; 1.设一棵完全二叉树共有699个结点,则在该二叉树中的叶子结点数？ 1根据“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(根结点的深度为1)”这个性质: 因为2^9-1 < 699 < 2^10-1 ,所以这个完全二叉树的深度就是10,前9层就是一个满二叉树, 这样的话,前九层的结点就有2^9-1=511个;而第九层的结点数就是2^(9-1)=256 所以第十层的叶子结点数就是699-511=188个; 现在来算第九层的叶子结点个数。 由于第十层的叶子结点就是从第九层延伸的,所以应该去掉第九层中还有子树的结点。因为第十层有188个,所以应该去掉第九层中的188/2=94个; 所以,第九层的叶子结点个数就是256-94=162,加上第十层有188个,最后结果就是350个 2完全二叉树:若二叉树中最多只有最下面两层的结点的度可以小于2,并且最下面一层的结点(叶结点)都依次排列在该层最左边的位置上,这样的二叉树为完全二叉树。 比如图: 完全二叉树除叶结点层外的所有结点数(叶结点层以上所有结点数)为奇数,此题中,699就是奇数,叶结点层以上的所有结点数为保证就是奇数,则叶结点数必就是偶数,这样我们可以立即选出答案为B！ 如果完全二叉树的叶结点都排满了,则就是满二叉树,易得满二叉树的叶结点数就是其以上所有层结点数+1比如图: 此题的其实就是一棵满二叉树,我们根据以上性质,699+1=700,700/2=350,即叶结点数为350,叶结点层以上所有结点数为350-1=349。 3完全二叉树中,只存在度为2的结点与度为0的结点,而二叉树的性质中有一条就是:n0=n2+1;n0指度为0的结点,即叶子结点,n2指度为2的结点,所以2n2+1=699 n2=349;n0=350 2.在一棵二叉树上第5层的结点数最多就是多少 一棵二叉树,如果每个结点都就是就是满的,那么会满足2^(k-1)1。 所以第5层至多有2^(5-1)=16个结点！ 3、在深度为5的满二叉树中,叶子结点的个数为 答案就是16 ~ 叶子结点就就是没有后件的结点~ 说白了~ 就就是二叉树的最后一层~ 深度为K的二叉树~ 最多有2^k-1个结点~ 最多有2^(k-1)个结点~ 所以此题~ 最多有2^5-1=31个结点~ 最多有2^(5-1)=16个叶子结点~ 4、某二叉树中度为2的结点有18个,则该二叉树中有几个叶子结点？ 结点的度就是指树中每个结点具有的子树个数或者说就是后继结点数。 题中的度为2就是说具有的2个子树的结点; 二叉树有个性质:二叉树上叶子结点数等于度为2的结点数加1。 5、在深度为7的满二叉树中,度为2的结点个数为多少, 就就是第一层只有一个节点,她有两个子节点,第二层有两个节点,她们也都有两个子节点以此类推,所以到第6层,就有2的5次方个节点,她们都有两个子节点 最后第7层都没有子节点了。因为就是深度为7的。 所以就就是1+2+4+8+16+32了 作业-树和二叉树 树 (树根结点的高度为1) 一、选择题 3．以下说法错误的是( )。 A．完全二叉树上结点之间的父子关系可由它们编号之间的关系来表达 B．在三叉链表上，二叉树的求双亲操作很容易实现 C．在二叉链表上，求根以及求左、右孩子等操作很容易实现 D．在二叉链表上，求双亲操作的时间性能很好4．以下说法错误的是( )。 A．一般在哈夫曼树中，权值越大的叶子离根结点越近 B．哈夫曼树中没有度数为1的分支结点C．若初始森林中共有n棵二叉树，最终求得的哈夫曼树共有2n-1个结点 D．若初始森林中共有n棵二叉树， 进行2n-1次合并后才能剩下一棵最终的哈夫曼树 5．深度为6的二叉树最多有( )个结点。A．64 B．63 C．32 D．31 6．将含有41个结点的完全二叉树从根结点开始编号，根为1号， 后面按从上到下、从左到右的顺序对结点编号，那么编号为21的双亲结点编号为( )。 A．10B．11 C．41 D．20 7．设深度为k的二叉树上只有度为0和度为2的结点， 则这类二叉树上所含结点总数最少( )个。A．k+l B．2k C．2k-1D．2k+1 8．下列说法中正确的是( )。 A．任何一棵二叉树中至少有一个结点的度为2 B．任何一棵二叉树中每个结点的度都为2 C．任何一棵二叉树中的每个结点的度肯定等于2 D．任何一棵二叉树中的每个结点的度都可以小于2 9．一棵二叉树满足下列条件：对任意结点，若存在左、右子树， 则其值都小于它的左子树上所有结点的值， 而大于右子树上所有结点的值。 现采用( )遍历方式就可以得到这棵二叉树所有结点的递减序列。 A．前序B．中序C．后序D．层次 10．如图6-1所示的二叉树的中序遍历序列是( )。 A．abcdgef B．dfebagc C．dbaefcg D．defbagc 11．已知某二叉树的后序遍历序列是deacb，中序遍历序列是deabc， 它的前序遍历序列是( )。 A．acbed B．baedc C．dceab D．cedba 12．某二叉树的前序遍历的结点访问顺序是abdgcefh， 中序遍历的结点访问顺序是dgbaechf， 则其后序遍历的结点访问顺序是( )。 实验3 树和二叉树 实验性质：验证性 实验学时：4学时 一、实验目的 1.掌握二叉树的特点、在计算机中的存储表示方法及其基本操作的实现； 2.能够利用二叉树求解一些常见问题。 二、实验预备知识 1.阅读并掌握二叉树二叉链表存储方法的类型定义及其创建、遍历等基本操作。 2.阅读并掌握赫夫曼树的创建、赫夫曼编码的求得等基本操作。 三、实验内容 1.理解并用二叉链表的操作运行下列程序： #include 1.设一棵完全二叉树共有699个结点，则在该二叉树中的叶子结点数？ 1根据“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（根结点的深度为1）”这个性质： 因为2^9-1 < 699 < 2^10-1 ,所以这个完全二叉树的深度是10，前9层是一个满二叉树， 这样的话，前九层的结点就有2^9-1=511个；而第九层的结点数是2^(9-1)=256 所以第十层的叶子结点数是699-511=188个； 现在来算第九层的叶子结点个数。 由于第十层的叶子结点是从第九层延伸的，所以应该去掉第九层中还有子树的结点。因为第十层有188个，所以应该去掉第九层中的188/2=94个； 所以，第九层的叶子结点个数是256-94=162，加上第十层有188个，最后结果是350个 2完全二叉树：若二叉树中最多只有最下面两层的结点的度可以小于2，并且最下面一层的结点（叶结点）都依次排列在该层最左边的位置上，这样的二叉树为完全二叉树。 比如图： 完全二叉树除叶结点层外的所有结点数（叶结点层以上所有结点数）为奇数，此题中，699是奇数，叶结点层以上的所有结点数为保证是奇数，则叶结点数必是偶数，这样我们可以立即选出答案为B！ 如果完全二叉树的叶结点都排满了，则是满二叉树，易得满二叉树的叶结点数是其以上所有层结点数+1比如图： 此题的其实是一棵满二叉树，我们根据以上性质，699+1=700，700/2=350，即叶结点数为350，叶结点层以上所有结点数为350-1=349。 3完全二叉树中，只存在度为2的结点和度为0的结点，而二叉树的性质中有一条是：n0=n2+1；n0指度为0的结点，即叶子结点，n2指度为2的结点，所以2n2+1=699 n2=349；n0=350 2.在一棵二叉树上第5层的结点数最多是多少 一棵二叉树，如果每个结点都是是满的，那么会满足2^(k-1)1。 所以第5层至多有2^(5-1)=16个结点！ 3.在深度为5的满二叉树中，叶子结点的个数为 答案是16 ~ 叶子结点就是没有后件的结点~ 说白了~ 就是二叉树的最后一层~ 深度为K的二叉树~ 最多有2^k-1个结点~ 最多有2^(k-1)个结点~ 所以此题~ 最多有2^5-1=31个结点~ 最多有2^(5-1)=16个叶子结点~ 4.某二叉树中度为2的结点有18个，则该二叉树中有几个叶子结点？ 结点的度是指树中每个结点具有的子树个数或者说是后继结点数。 题中的度为2是说具有的2个子树的结点； 二叉树有个性质：二叉树上叶子结点数等于度为2的结点数加1。 5.在深度为7的满二叉树中，度为2的结点个数为多少， 就是第一层只有一个节点，他有两个子节点，第二层有两个节点，他们也都有两个子节点以此类推，所以到第6层，就有2的5次方个节点，他们都有两个子节点 数据结构程序报告（3） 2011.3.29 2. 需求分析： （1）功能：表达式可以用二叉树表示，对于简单的四则运算，请实现以下功能 【1】对于任意给出的前缀表达式（不带括号）、中缀表达式（可以带括号）或后缀表达式（不带括号），能够在计算机内部构造出一棵表达式二叉树，并且图示出来（图形的形式）。【2】对于构造好的内部表达式二叉树，按照用户的要求输出相应的前缀表达式（不带括号）、中缀表达式（可以带括号，但不允许冗余括）或后缀表达式（不带括号）。 提示：所谓中缀表达式中的冗余括号，就是去掉括号后不影响表达式的计算顺序。例如：“（c+b）+a”中的括号是冗余的，可以表示成不冗余的“c+b+a”。 （2）输入输出要求：请输入字符串表达式： 树形二叉树（图形显示） 中缀表达式为： 前缀表达式为： 后缀表达式为： 3.概要设计：（算法） 分成两部分完成： 【1】前缀、中缀、后缀表达式->二叉树表达式 前缀表达式->二叉树表达式：（a）碰到操作数则把其值赋给相应的新申请的二叉树结点，地址压栈；（b）碰到操作符则把其值赋给相应的新申请的二叉树，并从栈中弹出两个地址，分别作为其右指针和左指针，然后再把其地址压栈，最后一个地址即为二叉树的根结点地址。 中缀表达式->二叉树表达式：把中缀表达式转换成后缀表达式，然后再建立二叉树。 后缀表达式->二叉树表达式：（a）碰到操作数则把其值赋给相应的新申请的二叉树结点，若栈为空则地址压栈，若非空则取栈顶元素，若栈顶元素的左孩子为空则当前结点设为其左孩子，左孩子为满则设为其右孩子再压栈；（b）碰到操作数则把其值赋给相应的新申请的二叉树结点，取栈顶元素，若栈顶元素的左孩子为空则设为其左孩子，左孩子为满则设为其右孩子开始那个元素地址为根结点地址，开始时用变量root保存。 【1】二叉树表达式->前缀、中缀、后缀表达式 二叉树表达式->前缀表达式：对二叉树表达式进行前序遍历。 二叉树表达式->中缀表达式：对二叉树表达式进行中序遍历，若结点操作符的优先级高于其左或右子树，在打印相应的子树之前先打印开括号，在打印相应的子树最后在打印一个闭括号。 二叉树表达式->后缀表达式：对二叉树表达式进行后序遍历。各类型二叉树例题说明
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