在数据结构中,树(Tree)是一种非常常见和广泛应用的数据结构。它是由n(n>=0)个元素的有限集合,按照某种特定关系建立起来的一种分层结构。其中,有一个节点称为根节点(Root),这个节点没有父节点,其他节点都有唯一的父节点。树极具天然的递归性质,因此它常用于描述层次性数据结构。
二叉树(Binary Tree)则是树的一种重要特例,它或者是一棵空树,或者是具有以下性质的树:每个节点都最多有两个子节点,左子树和右子树也分别为二叉树。这种二叉树的性质非常有用,也更容易理解和操作。在前面所述的树的性质中,我们可以发现,一些树可能比较复杂,不容易直接进行操作或者查找,因此转换成二叉树可以让我们更方便进行处理。
我们考虑一个比较简单的例子,如下图所示的原始树。这个树比较拗口,也不太容易进行处理。
如果我们想要对它进行查找或者排序,就会比较繁琐。因此,我们可以考虑将它转换成二叉树,让它变得更加简单和易于处理。
如何进行树和二叉树的转换呢?这里提供两种方法:
方法一:先序遍历
先序遍历(Preorder Traversal)是一种树的遍历方式,它的遍历顺序为“根左右”,即先访问根节点,然后按照先序遍历的方式遍历左子树和右子树。我们可以利用先序遍历的方式,将一个树转换成二叉树。
具体方法如下:
1. 对于每一个节点,如果它有左子树,就将左子树作为它的左孩子,并将右子树作为它的右孩子。
2. 如果它没有左子树,但是有右子树,就将右子树作为它的左孩子,并将它的左孩子设为空。
3. 如果它既没有左子树也没有右子树,就将它的左孩子和右孩子都设为空。
通过以上方法,我们就可以将如下图所示的树,转换成二叉树(以节点“a”为例):
通过不断遍历每一个节点,我们可以将整个树都转换成二叉树。此时的二叉树如下所示。
方法二:中序遍历
中序遍历(Inorder Traversal)是一种树的遍历方式,它的遍历顺序为“左根右”,即先遍历左子树,然后遍历根节点,最后遍历右子树。和先序遍历类似,中序遍历同样可以将一个树转换成二叉树。
具体方法如下:
1. 对于每一个节点,如果它有左子树,就将左子树作为它的左孩子,并将右子树作为它的右孩子。
2. 如果它没有左子树,但是有右子树,就将右子树作为它的右孩子,并将它的左孩子设为空。
3. 如果它既没有左子树也没有右子树,就将它的左孩子和右孩子都设为空。
通过以上方法,我们就可以将如下图所示的树,转换成二叉树(以节点“e”为例):
同样地,通过不断遍历每一个节点,我们可以将整个树都转换成二叉树。此时的二叉树如下所示。
总结
二叉树是树的一种特殊形式,具有更加简单和易于操作的性质。将一个树转换成二叉树,可以让它更加易于处理和操作。目前比较常见的两种转换方法是先序遍历和中序遍历,无论哪种方法,都是不断遍历每一个节点,对节点进行修改,并最终得到二叉树。
微信扫一扫,领取最新备考资料