1.树的特点
(1)每个节点有零个或多个子节点;
(2)没有父节点的节点称为根节点;
(3)每一个非根节点有且只有一个父节点;
(4)除了根节点外,每个子节点可以分为多个不相交的子树;
2.树的种类
- 无序树:树中任意节点的子节点之间没有顺序关系,这种树称为无序树,也称为*树;
- 有序树:树中任意节点的子节点之间有顺序关系,这种树称为有序树;
- 二叉树:每个节点最多含有两个子树的树称为二叉树;
- 完全二叉树:对于一颗二叉树,假设其深度为d(d>1)。除了第d层外,其它各层的节点数目均已达最大值,且第d层所有节点从左向右连续地紧密排列,这样的二叉树被称为完全二叉树,其中满二叉树的定义是所有叶节点都在最底层的完全二叉树;
- 平衡二叉树(AVL树):当且仅当任何节点的两棵子树的高度差不大于1的二叉树;
- 排序二叉树(二叉查找树(英语:Binary Search Tree),也称二叉搜索树、有序二叉树);
- 霍夫曼树(用于信息编码):带权路径最短的二叉树称为哈夫曼树或最优二叉树;
- B树:一种对读写操作进行优化的自平衡的二叉查找树,能够保持数据有序,拥有多余两个子树。
3. 树的使用场景
(1)xml,html等,那么编写这些东西的解析器的时候,不可避免用到树
(2)路由协议就是使用了树的算法
(3)mysql数据库索引
(4)文件系统的目录结构
(5)所以很多经典的AI算法其实都是树搜索,此外机器学习中的decision tree也是树结构
4.二叉树的性质
性质1: 在二叉树的第i层上至多有2^(i-1)个结点(i>0)
性质2: 深度为k的二叉树至多有2^k - 1个结点(k>0)
性质3: 对于任意一棵二叉树,如果其叶结点数为N0,而度数为2的结点总数为N2,则N0=N2+1;
性质4:具有n个结点的完全二叉树的深度必为 log2(n+1)
性质5:对完全二叉树,若从上至下、从左至右编号,则编号为i 的结点,其左孩子编号必为2i,其右孩子编号必为2i+1;其双亲的编号必为i/2(i=1 时为根,除外)
5.树的创建代码实现
class Node(object): """节点类""" def __init__(self, elem=-1, lchild=None, rchild=None): self.elem = elem self.lchild = lchild self.rchild = rchild class Tree(object): """树类""" def __init__(self, root=None): self.root = root def add(self, elem): """为树添加节点""" node = Node(elem) #如果树是空的,则对根节点赋值 if self.root == None: self.root = node else: queue = [] queue.append(self.root) #对已有的节点进行层次遍历 while queue: #弹出队列的第一个元素 cur = queue.pop(0) if cur.lchild == None: cur.lchild = node return elif cur.rchild == None: cur.rchild = node return else: #如果左右子树都不为空,加入队列继续判断 queue.append(cur.lchild) queue.append(cur.rchild)
5.树的广度优先遍历
def breadth_travel(self): """利用队列实现树的层次遍历""" if root == None: return queue = [] queue.append(root) while queue: node = queue.pop(0) print node.elem, if node.lchild != None: queue.append(node.lchild) if node.rchild != None: queue.append(node.rchild)
6.二叉树的深度优先遍历
(1)先序遍历,即 根-左-右
def preorder(self, root): """递归实现先序遍历""" if root == None: return print root.elem self.preorder(root.lchild) self.preorder(root.rchild)
(2)中序遍历,即 左-根-右
def inorder(self, root): """递归实现中序遍历""" if root == None: return self.inorder(root.lchild) print root.elem self.inorder(root.rchild)
(3)后序遍历,即 左-右-根
def postorder(self, root): """递归实现后续遍历""" if root == None: return self.postorder(root.lchild) self.postorder(root.rchild) print root.elem
7.深度优先遍历举例:
8.给出深度优先的先序和中序,请写出后序
自己实现