树是一种非线性的数据结构,它是由n(n>=0)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一颗倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。它具有以下的特点:
注意:树形结构中,子树之间不能有交集,否则就不是树形结构
树的以下概念只需了解,看见时知道什么意思即可:
树结构相对线性表就比较复杂了,要存储表示起来就比较麻烦了,实际中树有很多种表示方式,如:双亲表示法,孩子表示法,孩子双亲表示法,孩子兄弟表示法等等。在这里我们就简单的介绍一下最常用的孩子兄弟表示法。
class Node {int value; //树中存储的数据Node firstChild; //第一个孩子引用Node nextBrother; //下一个兄弟引用
}
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一颗二叉树是结点的一个有限集合,该结合:
注意:

习题:
1. 某二叉树共有 399 个结点,其中有 199 个度为 2 的结点,则该二叉树中的叶子结点数为( )A 不存在这样的二叉树B 200C 198D 1992.在具有 2n 个结点的完全二叉树中,叶子结点个数为( )A nB n+1C n-1D n/23.一个具有767个节点的完全二叉树,其叶子节点个数为()A 383B 384C 385D 3864.一棵完全二叉树的节点数为531个,那么这棵树的高度为( )A 11B 10C 8D 12【参考答案】 1.B 2.A 3.B 4.B
二叉树的存储结构分为:顺序存储和类似于链表的链式存储。
二叉树的链式存储是通过一个一个的结点引用起来的,常见的表示方式有二叉和三叉表示方式,具体如下:
// 孩子表示法
class Node {int val; // 数据域Node left; // 左孩子的引用,常常代表左孩子为根的整棵左子树Node right; // 右孩子的引用,常常代表右孩子为根的整棵右子树
}
// 孩子双亲表示法
class Node {int val; // 数据域Node left; // 左孩子的引用,常常代表左孩子为根的整棵左子树Node right; // 右孩子的引用,常常代表右孩子为根的整棵右子树Node parent; // 当前节点的根节点
}
在学习二叉树的基本操作前,需先要创建一棵二叉树,然后才能学习其相关的基本操作。为了降低大家学习成本,此处手动快速创建一棵简单的二叉树,快速进入二叉树操作学习,等二叉树结构了解的差不多时,我们反过头再来研究二叉树真正的创建方式。
public class BinaryTree{public static class BTNode{BTNode left;BTNode right;int value;BTNode(int value){this.value = value;}}private BTNode root;public void createBinaryTree(){BTNode node1 = new BTNode(1);BTNode node1 = new BTNode(2);BTNode node1 = new BTNode(3);BTNode node1 = new BTNode(4);BTNode node1 = new BTNode(5);BTNode node1 = new BTNode(6);root = node1;node1.left = node2;node2.left = node3;node1.right = node4;node4.left = node5;node5.right = node6;}
}
注意:上述代码并不是创建二叉树的方式。
// 前序遍历 根 左子树 右子树 递归public void preOrder(TreeNode root) {if (root == null) {return;}System.out.print(root.val + " ");preOrder(root.left);preOrder(root.right);}//前序遍历 非递归public void proOrderNor(TreeNode root) {if(root==null) {return;}TreeNode cur = root;//栈Deque stack = new ArrayDeque<>();while (cur!=null || !stack.isEmpty()) {while (cur!=null) {stack.push(cur);System.out.print(cur.val+" ");cur = cur.left;}TreeNode top = stack.pop();cur = top.right;}}//子问题思路public List preorderTraversal(TreeNode root) {List list = new ArrayList<>(); //利用好返回值if(root==null) {return list;}list.add((int) root.val);List lefttree = preorderTraversal(root.left);list.addAll(lefttree);List righttree = preorderTraversal(root.right);list.addAll(righttree);return list;}// 中序遍历public void inOrder(TreeNode root) {if(root == null) {return;}inOrder(root.left);System.out.print(root.val+" ");inOrder(root.right);}// 中序遍历 非递归public void inOrderNor(TreeNode root) {if(root == null) {return;}TreeNode cur = root;//栈Deque stack = new ArrayDeque<>();while (cur!=null || !stack.isEmpty()) {while (cur!=null) {cur = cur.left;stack.push(cur);}TreeNode top = stack.pop();System.out.print(top.val+" ");cur = top.right;}}public List inorderTraversal(TreeNode root) {List list = new ArrayList<>();if(root==null) {return list;}List lefttree = inorderTraversal(root.left);list.addAll(lefttree);list.add((int) root.val);List righttree = inorderTraversal(root.right);list.addAll(righttree);return list;}// 后序遍历public void postOrder(TreeNode root) {if(root == null) {return;}postOrder(root.left);postOrder(root.right);System.out.print(root.val+" ");}// 后序遍历 非递归public void postOrderNor(TreeNode root) {if(root == null) {return;}TreeNode cur = root;TreeNode prev = null;//栈Deque stack = new ArrayDeque<>();while (cur!=null || !stack.isEmpty()) {while (cur!=null) {stack.push(cur);cur = cur.left;}TreeNode top = stack.peek();cur = top.right;if(top.right==null || top.right == prev) {System.out.print(top.val+" ");stack.pop();prev = top;}else {cur = top.right;}}System.out.println();}
前中后序遍历
学习二叉树结构,最简单的方式就是遍历。所谓遍历,是指沿着某条搜索路线,依次对树中每个结点均做一次且仅做一次访问。访问结点所做的操作是依赖于具体的应用问题(比如:打印结点内容、结点内容加1)。遍历时二叉树上最重要的操作之一,是二叉树上进行其他运算之基础。
在遍历二叉树时,如果没有进行某种约定,每个人都按照自己的方式进行遍历,得出的结果会比较混乱,如果按照某种规则进行约定,则每个人对于同一颗树的遍历结果肯定是相同的。如果N代表根结点,L代表根结点的左子树,R代表根结点的右子树,则根据遍历根结点的先后次序有以下遍历方式:
层序遍历
除了先序遍历、中序遍历、后序遍历外,还可以对二叉树进行层序遍历。设二叉树的根结点所在层数为1,层序遍历就是从所在二叉树的根结点出发,首先访问第一层的树根结点,然后从左到右访问第2层上的结点,接着是第三层的结点,以此类推,自上而下,自左至右逐层访问树的结点的过程就是层序遍历。
习题:
1.某完全二叉树按层次输出(同一层从左到右)的序列为 ABCDEFGH 。该完全二叉树的前序序列为()A: ABDHECFG B: ABCDEFGH C: HDBEAFCG D: HDEBFGCA2.二叉树的先序遍历和中序遍历如下:先序遍历:EFHIGJK;中序遍历:HFIEJKG.则二叉树根结点为()A: E B: F C: G D: H3.设一课二叉树的中序遍历序列:badce,后序遍历序列:bdeca,则二叉树前序遍历序列为()A: adbce B: decab C: debac D: abcde4.某二叉树的后序遍历序列与中序遍历序列相同,均为 ABCDEF ,则按层次输出(同一层从左到右)的序列为()A: FEDCBA B: CBAFED C: DEFCBA D: ABCDEF【参考答案】 1.A 2.A 3.D 4.A
// 获取树中节点的个数 子问题思路public int size(TreeNode root) {if(root==null) {return 0;}int leftSize = size(root.left);int rightSize = size(root.right);return leftSize+rightSize+1;};// 获取树中节点的个数 遍历思路public static int len ;public void size1(TreeNode root) {if(root==null) {return ;}len++;size1(root.left);size1(root.right);};// 获取叶子节点的个数public int getLeafNodeCount(TreeNode root) {if(root==null) {return 0;}if(root.left==null && root.right==null) {return 1;}return getLeafNodeCount(root.left) + getLeafNodeCount(root.right);};// 获取第K层节点的个数public int getKLevelNodeCount(TreeNode root,int k){if(root==null) {return 0;}if(k==1) {return 1;}int leftsize = getKLevelNodeCount(root.left,k-1);int rightsize = getKLevelNodeCount(root.right,k-1);return leftsize+rightsize;};// 获取二叉树的高度public int getHeight(TreeNode root) {if(root==null) {return 0;}int leftHight = getHeight(root.left);int rightHight = getHeight(root.right);return (leftHight>rightHight)?(leftHight+1):(rightHight+1);};// 检测值为value的元素是否存在public TreeNode find(TreeNode root, int val){if(root==null) {return null;}if(root.val==val) {return root;}TreeNode leftTree = find(root.left,val);if(leftTree!=null) {return leftTree;}TreeNode rightTree = find(root.right,val);if(rightTree!=null) {return rightTree;}return null;};
以上就是今天要讲的内容,本文介绍了二叉树的相关内容,二叉树在数据结构中属于重难点,需要大量刷题巩固基础。如有不正,望各位博友提出修改,谢谢大家。
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