數據結構名詞

樹狀圖是一種數據結構,它是由n(n>=1)個有限結點組成一個具有層次關係的集合。把它叫做“樹”是因為它看起來像一棵倒掛的樹,也就是說它是根朝上,而葉朝下的。它具有以下的特點:

每個結點有零個或多個子結點;沒有父結點的結點稱為根結點;每一個非根結點有且只有一個父結點;除了根結點外,每個子結點可以分為多個不相交的子樹;

定義


樹
樹(tree)是包含n(n>=0)個結點的有窮集,其中:
樹也可以這樣定義:樹是由根結點和若干顆子樹構成的。樹是由一個集合以及在該集合上定義的一種關係構成的。集合中的元素稱為樹的結點,所定義的關係稱為父子關係。父子關係在樹的結點之間建立了一個層次結構。在這種層次結構中有一個結點具有特殊的地位,這個結點稱為該樹的根結點,或稱為樹根。
我們可以形式地給出樹的遞歸定義如下:
單個結點是一棵樹,樹根就是該結點本身。
設T1,T2,..,Tk是樹,它們的根結點分別為n1,n2,..,nk。用一個新結點n作為n1,n2,..,nk的父親,則得到一棵新樹,結點n就是新樹的根。我們稱n1,n2,..,nk為一組兄弟結點,它們都是結點n的子結點。我們還稱T1,T2,..,Tk為結點n的子樹。
空集合也是樹,稱為空樹。空樹中沒有結點。

相關術語


節點的度:一個節點含有的子樹的個數稱為該節點的度;
葉節點或終端節點:度為0的節點稱為葉節點;
非終端節點或分支節點:度不為0的節點;
雙親節點或父節點:若一個節點含有子節點,則這個節點稱為其子節點的父節點;
孩子節點或子節點:一個節點含有的子樹的根節點稱為該節點的子節點;
兄弟節點:具有相同父節點的節點互稱為兄弟節點;
樹的度:一棵樹中,最大的節點的度稱為樹的度;
節點的層次:從根開始定義起,根為第1層,根的子節點為第2層,以此類推;
樹的高度或深度:樹中節點的最大層次;
堂兄弟節點:雙親在同一層的節點互為堂兄弟;
節點的祖先:從根到該節點所經分支上的所有節點;
子孫:以某節點為根的子樹中任一節點都稱為該節點的子孫。
森林:由m(m>=0)棵互不相交的樹的集合稱為森林;

種類


無序樹:樹中任意節點的子結點之間沒有順序關係,這種樹稱為無序樹,也稱為自由樹;
有序樹:樹中任意節點的子結點之間有順序關係,這種樹稱為有序樹;
二叉樹:每個節點最多含有兩個子樹的樹稱為二叉樹;
完全二叉樹
滿二叉樹
霍夫曼樹:帶權路徑最短的二叉樹稱為哈夫曼樹或最優二叉樹;

深度


定義一棵樹的根結點層次為1,其他節點的層次是其父結點層次加1。一棵樹中所有結點的層次的最大值稱為這棵樹的深度。

表示方法


圖像表達法

樹的表示方法有很多種,最常用的是圖像表示法。
以下是一個普通的樹(非二叉樹):
樹[數據結構名詞]
樹[數據結構名詞]

符號表達法

用括弧先將根結點放入一對圓括弧中,然後把它的子樹由左至右的順序放入括弧中,而對子樹也採用同樣的方法處理;同層子樹與它的根結點用圓括弧括起來,同層子樹之間用逗號隔開,最後用閉括弧括起來。如前文樹形表示法可以表示為:(1(2(5(9,10)),3(6,7),4(8)))

遍歷表達法

樹[數據結構名詞]
樹[數據結構名詞]
遍歷表達法有3種方法:先序遍歷、中序遍歷、後序遍歷
例如右圖:
其先序遍歷為ABDECF
其中序遍歷為DBEAFC
其後序遍歷為DEBFCA
具體請參照參考資料

其他


關於二叉樹的其他知識請參照參考資料。

基本操作

設已有鏈隊列類型LinkQueue的定義及基本操作(參見隊列)。

構造空樹

清空或銷毀一個樹也是同樣的操作
構造樹
判斷樹是否為空
獲取樹的深度
獲取第i個節點的值
改變節點的值
獲取節點的父節點
獲取節點的最左孩子節點
獲取節點的右兄弟節點
輸出樹
向樹中插入另一棵樹
刪除子樹
層序遍歷樹
存儲結構