二叉树(数组)

xiaoxiao2021-02-27  160

二叉树的定义

  二叉树(binary tree)由结点的有限集合构成,这个有限集合或者为空集(empty),或者为由一个根结点(root)及两棵互不相交、分别称作这个根的左子树(left subtree)右子树(right subtree)的二叉树组成的集合。

二叉树的五种基本形态

二叉树相关术语

p二叉树是由唯一的起始结点引出的结点集合。这个起始结点称为根(root)

p二叉树中的任何非根结点都有且仅有一个前驱结点,称之为该结点的父结点(或称为双亲,parent)。根结点即为二叉树中唯一没有父结点的结点

p二叉树中的任何结点最多可能有两个后继结点,分别称为左子结点(或左孩子、左子女,left child)和右子结点(或右孩子,右子女,right child),具有相同父结点的结点之间互称兄弟结点(sibling)

p二叉树中结点的子树数目称为结点的度(degree)

p没有子结点的结点称为叶结点 (leaf,也称“树叶”或“终端结点”),叶结点的度为0

p除叶结点以外的那些非终端结点称为内部结点(或分支结点,internal node)

p父结点k与子结点k’之间存在一条有向连线<k, k>,称作边(edge)

p若二叉树中存在结点序列{k0k1,…,ks},使得<k0k1>< k1k2>,…,< ks-1ks>都是二叉树中的边,则称从结点k0到结点ks存在一条路径(path),该路径所经历的边的个数称为这条路径的路径长度(path length)。若有一条由 k到达ks的路径,则称kks的祖先(ancestor)ksk的子孙(descendant)

p断掉一个结点与其父结点的连接,则该结点与其子孙构成的树就称为以该结点为根的子树(subtree)

p从根结点到某个结点的路径长度称为结点的层数(level),根结点为第0层,非根结点的层数是其父结点的层数加1

数组实现二叉树

    课程要求:完成树的基本操作     1、树的创建和销毁     2、树中结点的搜索     3、树中结点的添加和删除     4、树中结点的遍历          Tree(int size, int* pRoot);                                //创建树     ~Tree();                                                //销毁树     int* SearchNode(int nodeindex);                            //根据索引寻找结点     bool AddNode(int nodeindex, int direction, int* pNode);    //添加结点     bool DeleteNode(int nodeindex, int* pNode);                //删除结点     void TreeTraverse();                                    //遍历结点     关于数组与树之间的算法转换          int tree[n]        3 5 8 2 6 9 7        父亲结点下标*2 + 1 = 该结点左孩子                                               父亲结点下标*2 + 2 = 该结点右孩子          3(0)     5(1)    8(2) 2(3)  6(4) 9(5)  7(6) 

<span style="font-size:18px;">/*****************数组实现二叉树tree.h*********************/ #ifndef _TREE_H #define _TREE_H class Tree { int* m_pTree; int m_iSize; public: Tree(int size, int* pRoot); //创建树 ~Tree(); //销毁树 int* SearchNode(int nodeindex); //根据索引寻找结点 bool AddNode(int nodeindex, int direction, int* pNode); //添加结点 bool DeleteNode(int nodeindex, int* pNode); //删除结点 void TreeTraverse(); //遍历结点 }; #endif</span> [cpp] view plain copy <span style="font-size:18px;">/*****************数组实现二叉树tree.cpp*********************/ #include "tree.h" #include <iostream> using namespace std; Tree::Tree(int size, int* pRoot) { m_iSize = size; m_pTree = new int[size]; for(int i = 0 ; i < size; i++) { m_pTree[i] = 0; } m_pTree[0] = *pRoot; } Tree::~Tree() { delete []m_pTree; m_pTree = NULL; } int* Tree::SearchNode(int nodeindex) { if(nodeindex < 0 || nodeindex >= m_iSize) { return NULL; } if(m_pTree[nodeindex] == 0) { return NULL; } return &m_pTree[nodeindex]; } bool Tree::AddNode(int nodeindex, int direction, int* pNode) { if(nodeindex < 0 || nodeindex >= m_iSize) { return false; } if(m_pTree[nodeindex] == 0) { return false; } if(direction == 0) { if(nodeindex*2+1 >= m_iSize) { return false; } if(m_pTree[nodeindex*2+1] != 0) { return false; } m_pTree[nodeindex*2+1] = *pNode; } if(direction == 1) { if(nodeindex*2+2 >= m_iSize) { return false; } if(m_pTree[nodeindex*2+2] != 0) { return false; } m_pTree[nodeindex*2+2] = *pNode; } return true; } bool Tree::DeleteNode(int nodeindex, int* pNode) { if(nodeindex < 0 || nodeindex >= m_iSize) { return false; } if(m_pTree[nodeindex] == 0) { return false; } *pNode = m_pTree[nodeindex]; m_pTree[nodeindex] = 0; return true; } void Tree::TreeTraverse() { for(int i = 0; i < m_iSize; i++) { cout<<m_pTree[i]<<" "; } }</span> [cpp] view plain copy <span style="font-size:18px;">#include "tree.h" #include <iostream> using namespace std; int main() { int root = 3; Tree *tree = new Tree(10, &root); int node1 = 5; int node2 = 8; tree->AddNode(0, 0, &node1); tree->AddNode(0, 1, &node2); int node3 = 2; int node4 = 6; tree->AddNode(1, 0, &node3); tree->AddNode(1, 1, &node4); int node5 = 9; int node6 = 7; tree->AddNode(2, 0, &node5); tree->AddNode(2, 1, &node6); tree->TreeTraverse(); cout<<endl; int *p = tree->SearchNode(2); cout<<*p<<endl; int node = 0; tree->DeleteNode(6, &node); cout<<"node = "<<node<<endl; tree->TreeTraverse(); cout<<endl; return 0; }</span>
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