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    Python中的树你知道吗?

     Ly Ly2020-06-17 15:35:57转载2348

    树与二叉树

    在了解二叉树之前,我们要先了解树的一些概念,方便我们对二叉树的理解。

    什么是树?

    树(英语:tree)是一种抽象数据类型(ADT)或是实作这种抽象数据类型的数据结构,用来模拟具有树状结构性质的数据集合。

    p1.jpg

    它是由n(n>=1)个有限节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棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。它具有以下的特点:

    每个节点有零个或多个子节点;

    没有父节点的节点称为根节点;

    每一个非根节点有且只有一个父节点;

    除了根节点外,每个子节点可以分为多个不相交的子树;

    树的术语:

    p2.jpg

    节点的度: 一个节点含有的子树的个数称为该节点的度;

    树的度: 一棵树中,节点的度称为树的度;

    根结点: 树的最顶端的节点,继续往下分为子节点

    父节点: 子节点的上一层为父节点

    兄弟节点: 具有同一个父节点的节点称为兄弟节点

    叶子节点/终端节点: 不再有子节点的节点为叶子节点

    二叉树:

    二叉树是树的特殊一种,具有如下特点:

    每个节点最多有两个子树,节点的度为2

    左子树和右子树是有顺序的,次序不能颠倒

    即是某节点只有一个子树,也要区分左右子树

    二叉树的性质:

    在非空二叉树的第i层,最多有2i-1个节点(i>=1)

    在深度为K的二叉树上最多有2k-1个节点(k>.1)

    对于任意一个非空的二叉树,如果叶子节点个数为n0,度数为2的节点数为n2,则有n0=n2+1

    推倒过程:在一棵二叉树中,除了叶子节点(度为0)外,就剩下度为2(n2)和度为1(n1)的节点了。则树的节点总数为T = n0 + n1 + n2;在二叉树中节点总数为T,而连线总数为T-1 = 2*n2 + n1,所以就有:n0 + n1 + n2 - 1 = 2 *n2 + n1,得到n0=n2+1。

    特殊的二叉树

    满二叉树

    在二叉树中除了叶子节点,其他所有节点的度为2,且所有的叶子节点都在同一层上,这样的二叉树成为满二叉树。

    p3.jpg

    满二叉树的特点:

    叶子节点只能出现在最下一层

    非叶子节点度数一定为2

    在同样深度的二叉树中,满二叉树的节点个数最多,叶子节点数最多

    完全二叉树

    如果二叉树中除去最后一层叶子节点后为满二叉树,且最后一层的叶子节点依次从左到右分布,则这样的二叉树称为完全二叉树

    p4.jpg

    完全二叉树的特点:

    叶子节点一般出现在最下一层,如果倒数第二层出现叶子节点,一定出现在右部连续位置

    最下层叶子节点一定集中在左部连续位置

    同样节点的二叉树,完全二叉树的深度最小(满二叉树也对)

    小例题:

    某完全二叉树共有200个节点,该二叉树中共有()个叶子节点?

    解:n0 + n1 + n2 = 200, 其中n0 = n2 + 1,n1 = 0或者1 (n1=1,出现在最下一层节点数为奇数,最下一层节点数为偶数,则n1=0), 因为n0为整数,所以最后算得n0 = 100。

    完全二叉树的性质:

    具有n个节点的完全二叉树的深度为log2n+1。log2n结果取整数部分。

    如果有一棵有n个节点的完全二叉树的节点按层次序编号,对任一层的节点i(1 <= i <= n)

    1. 如果i=1,则节点是二叉树的根,无父节点,如果i>1,则其父节点为i/2,向下取整

    2. 如果2*1>n,那么节点i没有左孩子,否则其左孩子为2i

    3. 如果2i+1>n那么节点没有右孩子,否则右孩子为2i+1

    p5.jpg

    验证:

    第一条:

    当i=1时,为根节点。当i>1时,比如结点为7,他的双亲就是7/2= 3;结点9双亲为4.

    第二条:

    结点6,62 = 12>10,所以结点6无左孩子,是叶子结点。结点5,52 = 10,左孩子是10,结点4,为8.

    第三条:

    结点5,2*5+1>10,没有右孩子,结点4,则有右孩子。

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