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二叉树的五种基本形态是

希赛网 2024-01-27 14:10:21

在计算机科学中,二叉树是一个重要的数据结构,它由节点(node)和连接节点的树枝(branch)组成。每个节点有最多两个儿子(child),即左儿子和右儿子。树有一个根节点,它没有父节点。一个节点有至多一个父节点(除了根节点)。一个没有子节点的节点称为叶子节点(leaf node)。二叉树的五种基本形态有:完全二叉树(complete binary tree)、满二叉树(perfect binary tree)、二叉搜索树(binary search tree)、平衡二叉树(balanced binary tree)和线索二叉树(threaded binary tree)。

完全二叉树是一颗具有n个节点的二叉树,其中每个非叶子节点都有两个子节点,最后一层的叶子节点都集中在树的左侧。这种形态的特点是结构非常对称,节点数目恰为2^n -1,其中 n 表示树的深度,左右子树高度差不超过1,是一种非常理想的数据结构。

满二叉树是一颗深度为k并且有2^(k-1)个节点的二叉树。满二叉树的特点是所有的叶子节点都在同一层,且这层上的节点数一定是 2 ^ (k-1)。

二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的左子树中的所有节点都比根节点小,右子树中的所有节点都比根节点大。这样我们可以很快地找到某个节点的值,使得左子树,根节点,右子树的值都有序排列。同时,它可以用来实现集合和字典相关的操作(比如查找某个值,或者往集合中添加一个元素)。

平衡二叉树也叫AVL树,它是一种特殊的二叉搜索树,它的左右子树高度差不能超过1。这种形态的特点是搜索操作的时间复杂度比较优秀,插入和删除的时间复杂度也比较优秀。

线索二叉树是指在二叉树的节点中加入了“线索”,这些线索是实际的指针,指向树中的其他节点。线索二叉树有两种类型:前序线索二叉树和中序线索二叉树。前序线索二叉树的特点是对于每个节点来说,先遍历它的左子树,然后在遍历它的右子树;中序线索二叉树的特点是对于每个节点来说,中序遍历的结果与它的前驱和后继相关。

综上所述,二叉树的五种基本形态都有其自身的特点和适用场景,选择合适的树形结构可以在程序运行效率和内存使用的方面做出优化。

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