✨前言✨
之前的学习中,我们学习过栈与队列,本次我们将继续往下学习,今天主要学习内容主要是二叉树,了解并掌握二叉树的基本性质,如何去使用二叉树!
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⏳首发时间:1月14日
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📕参考书籍:java核心技术 卷1
📢编程练习:牛客网+力扣网
由于博主目前也是处于一个学习的状态,如有讲的不对的地方,请一定联系我予以改正!!!
文章目录
1 树有关的术语2 树的表示形式3 二叉树(重点)3.1 概念3.2 二叉树的基本形态3.3 满二叉树与完全二叉树3.4 二叉树的性质4 递归实现前中后序遍历4.1 前序遍历4.2 中序遍历4.3 后序遍历5 非递归实现前中后序的遍历5.1 前序遍历5.2 中序遍历5.3 后序遍历1 树有关的术语
节点的度:一个节点含有的子树的个数称为该节点的度;通俗来理解就是数一数A有几条边。 如上图:A的为6
树的度:一棵树中,最大的节点的度称为树的度; 如上图:树的度为6
叶子节点或终端节点:度为0的节点称为叶节点; 如上图:B、C、H、I…等节点为叶节点
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; 如上图:A是B的父节点
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; 如上图:B是A的孩子节点
根结点:一棵树中,没有双亲结点的结点;如上图:A
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
树的高度或深度:树中节点的最大层次; 如上图:树的高度为4
非终端节点或分支节点(了解即可):度不为0的节点; 如上图:D、E、F、G…等节点为分支节点
兄弟节点(了解即可):具有相同父节点的节点互称为兄弟节点; 如上图:B、C是兄弟节点
堂兄弟节点(了解即可):双亲在同一层的节点互为堂兄弟;如上图:H、I互为兄弟节点
节点的祖先(了解即可):从根到该节点所经分支上的所有节点;如上图:A是所有节点的祖先
子孙(了解即可):以某节点为根的子树中任一节点都称为该节点的子孙。如上图:所有节点都是A的子孙
森林(了解即可):由m(m>=0)棵互不相交的树的集合称为森林
2 树的表示形式
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、孩子兄弟表示法等等。我们这里就简单的了解其中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}
3 二叉树(重点)
3.1 概念
一棵二叉树是结点的一个有限集合,该集合或者为空,或者是由一个根节点加上两棵别称为左子树和右子树的二叉树组成。
二叉树的特点:
1). 每个结点最多有两棵子树,即二叉树不存在度大于 2 的结点。
2). 二叉树的子树有左右之分,其子树的次序不能颠倒,因此二叉树是有序树。
3.2 二叉树的基本形态
3.3 满二叉树与完全二叉树
满二叉树:一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是满二叉树。也就是说,如果一个二叉树的层数为K,且结点总数是 2的k次方减1,则它就是满二叉树。
完全二叉树:一棵深度为k的有n个结点的 二叉树 ,对树中的结点按从上至下、从左到右的顺序进行编号,如果编号为i(1≤i≤n)的结点与 满二叉树 中编号为i的结点在满二叉树中的位置相同,则这棵二叉树称为完全二叉树。
不是完全二叉树:
通过与满二叉树节点所在位置进行对比,发现位置不能一一对应,故不属于完全二叉树
3.4 二叉树的性质
1). 若规定根节点的层数为1,则一棵非空二叉树的第i层上最多有2的k-1次方 (i>0)个结点
2). 若规定只有根节点的二叉树的深度为1,则深度为K的二叉树的最大结点数是2的k次方减1(k>=0)
3). 对任何一棵二叉树, 如果其叶结点个数为 n0,度为2的非叶结点个数为 n2,则有n0=n2+1
4). 具有n个结点的完全二叉树的深度k为log以2为底n+1为对数上取整
5). 对于具有n个结点的完全二叉树,如果按照从上至下从左至右的顺序对所有节点从0开始编号,则对于序号为i的结点有:
若i>0,双亲序号:(i-1)/2;i=0,i为根节点编号,无双亲节点
若2i+1<n,左孩子序号:2i+1,否则无左孩子 若2i+2<n,右孩子序号:2i+2,否则无右孩子
4 递归实现前中后序遍历
4.1 前序遍历
//前序遍历public void preOrderTraversal(Node root){if(root!=null){//先遍历根节点的值System.out.print(root.val);//遍历左节点的值postOrderTraversal(root.left);//遍历右节点的值postOrderTraversal(root.right);}}
4.2 中序遍历
// 中序遍历public void inOrderTraversal(Node root){if(root!=null){//先利用递归遍历左节点inOrderTraversal(root.left);//遍历根节点System.out.print(root.val);//遍历右节点inOrderTraversal(root.right);}}
4.3 后序遍历
// 后序遍历public void postOrderTraversal(Node root){if (root!=null){//先遍历左节点postOrderTraversal(root.left);//遍历右节点postOrderTraversal(root.right);//遍历根节点System.out.print(root.val);}}
5 非递归实现前中后序的遍历
5.1 前序遍历
//非递归的前序遍历(根节点->左节点->右节点)public void noRecussivepreOrderTraversal(Node root){Stack<Node> stack = new Stack<>();//栈用来存放接节点Node cur;//指向当前节点//在头结点不为空的情况下,先将头结点进行入栈操作if (root!=null){stack.push(root);}//栈为空的循环while(!stack.isEmpty()){cur= stack.pop();//指向当前栈顶的节点,进行出栈System.out.print(cur.val);//打印节点值if (cur.right!=null){stack.push(cur);//根据栈的特性。后进先出,先判断当前节点的右子树是否为空,进行进栈处理}if (cur.left!=null){stack.push(cur);//判断当前节点的左子树是否为空,进行进栈处理}}System.out.println();//换行操作}}
5.2 中序遍历
//非递归的中序遍历public void noRecussiveinOrderTraversal(Node root){Stack<Node> stack = new Stack<>();Node cur = root;while(cur!=null){//将最左边的节点依次进栈stack.push(cur);cur=cur.left;}while(!stack.isEmpty()){//利用栈处理当前节点的左右子树cur=stack.pop();//取得栈顶的元素System.out.print(cur.val);if (cur.right!=null){//处理右子树cur=cur.right;while(cur!=null){stack.push(cur);cur=cur.left;}}}}}
5.3 后序遍历
//非递归的后序遍历public void RecusivepostTraversal(Node root){Stack<Node> stack = new Stack<>();Node cur=root;//表示当前的节点Node prve=null;//表示已经遍历过的节点while(cur!=null){while(cur.left!=null){stack.push(cur);cur=cur.left;}while(cur!=null&&(cur.right==null||cur.right==prve)){System.out.print(cur.val);prve=cur;cur=stack.pop();if (stack.isEmpty()){return;}}stack.push(cur);cur=cur.right;}}