考研要点之树(知识点梳理)
作者:
Bear_King
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2022-04-17 11:42:58
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考研数据结构结构目录:
https://www.acwing.com/blog/content/19412/
树的基本概念、二叉树、树和森林
1. 树的基本概念
(1) 树是由根节点和若干颗子树构成的。树是由一个集合以及在该
集合上定义的一种关系构成的。集合中的元素称为树的节点,所定
义的关系称为父子关系。父子关系在树的节点之间建立了一个层次
结构。在这种层次结构中有一个节点具有特殊的地位,这个节点称
为该树的根节点,或称为树根。
(2) 空集合也是树,称为空树。空树中没有节点;
(3) 孩子节点或子节点:一个节点含有的子树的根节点称为该节点的子节点;
(4) 节点的度:一个节点含有的子节点的个数称为该节点的度;
(5) 叶节点或终端节点:度为0的节点称为叶节点;
(6) 非终端节点或分支节点:度不为0的节点;
(7) 双亲节点或父节点:若一个节点含有子节点,则这个节点称为其子节点的父节点;
(8) 兄弟节点:具有相同父节点的节点互称为兄弟节点;
(9) 树的度:一棵树中,最大的节点的度称为树的度;
(10) 节点的层次:从根开始定义起,根为第1层,根的子节点为第2层,以此类推;
(11) 树的高度或深度:树中节点的最大层次;
(12) 节点的祖先:从根到该节点所经分支上的所有节点;
(13) 子孙:以某节点为根的子树中任一节点都称为该节点的子孙;
(14) 森林:由棵互不相交的树的集合称为森林。
二叉树
(1) 二叉树的定义及其主要特征
a. 二叉树的基本形态:空二叉树、单节点二叉树、左子树、右子树
b. 性质:
[1] 在非空二叉树中,第i层上至多有2^(i-1) 个结点。
[2] 深度为k的二叉树至多有2^k - 1个结点
[3] 对任何一棵二叉树,若其叶子结点数为n0,度为2的结点数为n2,则n0 = n2 + 1。
[4] n个结点的完全二叉树深度为:log2(n)向下取整 + 1
[5] 二叉树的堆式存储: 节点p的左儿子:2x,右儿子:2x+1
c. 两种特殊的二叉树
[1] 满二叉树:一颗深度为k且有2^k-1个结点的二叉树
[2] 如果深度为k,有n个结点的二叉树,当且仅当其每个
结点都与深度为k的满二叉树中编号从1到n的结点一一对
应,该二叉树称为完全二叉树
(2) 二叉树的顺序存储结构和链式存储结构
(3) 二叉树的遍历
a. 前序遍历
b. 中序遍历
c. 后序遍历
d. 根据前序 + 中序重建二叉树(AcWing 18)
(4) 线索二叉树的基本概念和构造
对二叉树节点的指针域做如下规定:
a. 若节点有左孩子,则Lchild指向左孩子,否则指向直接前驱;右孩子同理;
b. 增加两个标志域,Ltag表示指向的是子节点还是前驱;Rtag同理
c. 指向前驱和后继的指针叫做线索。按照某种次序遍历,加上线索
的二叉树称之为线索二叉树
树、森林
(1) 树的存储结构
a. 只存父节点
b. 邻接表存储所有子节点
c. 左儿子右兄弟
(2) 森林F与二叉树T的转换
a. 原树中叶子节点数 = 转换后的树中有右儿子的节点数 + 1
b. F的前序遍历就是T的前序遍历
c. F的后序遍历就是T的中序遍历
(3) 树和森林的遍历
a. 前序遍历
b. 后序遍历
二叉排序树、表达式树
1. 二叉排序树
2. 平衡树——AVL
(1) 定义:满足如下条件的树:
a. 是二叉查找树
b. 每个节点的左子树和右子树的高度差最多为1
(2) 平衡因子:一个结点的左子树的高度减去右子树的高度,可取-1、0、1三种值
(3) 平衡操作
3. 表达式树
Huffman编码和Huffman树
1. Huffman编码和Huffman树
(1) Huffman编码
a. 前缀编码: 是指对字符集进行编码时,要求字符集中任一字符
的编码都不是其它字符的编码的前缀。
b. 树的带权路径长度(WPL)
c. 构造过程
(2) Huffman树
(3) 应用