树的定义
树是一种非线性的数据结构,它是由n(n>=0)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因
为它看起来像一棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。
有一个特殊的结点,称为根结点,根节点没有前驱结点
除根节点外,其余结点被分成M(M>0)个互不相交的集合T1、T2、……、Tm,其中每一个集合Ti(1<= i
<= m)又是一棵结构与树类似的子树。每棵子树的根结点有且只有一个前驱,可以有0个或多个后继
因此,树是递归定义的。
例如下图就是一个标准的树结构:其中的A就是根节点。
特别需要注意的是子树之间不能有交点,例如上图中的F就不能指向k,如果指向了k则代表这不是一个树形结构。
树的一些相关概念
节点的度:一个节点含有的子树的个数称为该节点的度;如上图:A的度为6
叶节点或终端节点:度为0的节点称为叶节点;如上图:J,K,L,H、I...等节点为叶节点
非终端节点或分支节点:度不为0的节点;如上图:D、E,G...等节点为分支节点
双亲节点或父节点:若一个节点含有子节点,则这个节点称为其子节点的父节点;如上图:A是B的父节点
孩子节点或子节点:一个节点含有的子树的根节点称为该节点的子节点;如上图:B是A的孩子节点
兄弟节点:具有相同父节点的节点互称为兄弟节点;如上图:B、C是兄弟节点
树的度:一棵树中,最大的节点的度称为树的度;如上图:树的度为6
节点的层次:从根开始定义起,根为第1层,根的子节点为第2层,以此类推;
树的高度或深度:树中节点的最大层次;如上图:树的高度为4
堂兄弟节点:双亲在同一层的节点互为堂兄弟;如上图:H、I互为兄弟节点
节点的祖先:从根到该节点所经分支上的所有节点;如上图:A是所有节点的祖先
子孙:以某节点为根的子树中任一节点都称为该节点的子孙。如上图:所有节点都是A的子孙
森林:由m(m>0)棵互不相交的树的集合称为森林;
树的表示方法
树结构相对线性表就比较复杂了,要存储表示起来就比较麻烦了,既然保存值域,也要保存结点和结点之间的关系,实际中树有很多种表示方式如:双亲表示法,孩子表示法、孩子双亲表示法以及孩子兄弟表示法 等。
1.使用结构体定义,你如果要使用结构体去定义树的话(使用c语言)我们要解决的问题就是我们要定义多少个孩子指针,所以如果我们知道树结构最大节点度的话我们就可以使用这种方法去定义一个树结构。
2.顺序表储存孩子,对于每一个双亲节点我们都用顺序表去储存他的孩子,那么也可以完成树的表示。
3.双亲表示法(每一个位置只保存双亲的指针或是下标)
对于第三种方法我们就拿上面的那个图举个例子
我们先定义一个结构体
struct treenode
{
int data;
int parenti;
}
然后我们一个一个节点来看,对于A节点没有父节点,而B的父节点为A,C的父节点为A,D的父节点为A
E的父节点为B。
我们通过图来表示
注意这里的方框代表的是一个结构体的节点,而不是数组。
A没有父节点所以A父节点的下标为无效值,B的父节点为A,而A位置的下标为0(假设这是在数组中)
,CD同理,而E的父节点为B。而B如果在数组中下标就为1。
表示树的最后一种方法:孩子兄弟表示法(也是很牛的一种方法)
孩子兄弟表示法
依旧是拿上面的那个图举例子
我们先创建一个结构体,这个结构体里面有孩子指针和兄弟指针。
这个孩子指针指向的也不是这一个节点的所有的孩子而是它的其中的一个孩子,例如A有三个孩子那么我们选择将B作为A的孩子指针,而A是没有兄弟的所以它的兄弟指针指向的就是NULL。同理对于B而言它的孩子指针指向E而兄弟指针指向了C。而C的孩子指针指向了G,兄弟指针指向了D。这样我们就能将所有的节点都连接起来。
我这里没有画全,只画了一部分,但是也可以看出来这个方法是很厉害的。
下面的图也是这一种方法:
这里我只是大体介绍了树的概念,写得不好请见谅,如果有错误,也请指出我一定改正。