1、树的概念
树(tree)是一种抽象数据类型(ADT)或是这种抽象数据类型的数据结构,用来模拟具有树状结构性质的数据集合。他是由 n (n>=1)个有限节点组成一个具有层次关系的集合。把他叫做“树”是因为它看起来像一颗倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。它具有以下的特点:
- 每个节点有零个或多个子节点
- 没有父节点的节点称为根节点
- 每一个非根节点有且只有一个父节点
- 除了根节点外,每个子节点可以分为多个不相交的子树
2、树的术语
- 节点的度:一个节点含有的子树的个数称为该节点的度;
- 树的度:一颗树中,最大的节点的度称为树的度;
- 叶节点或终端节点:度为0的节点;
- 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;
- 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;
- 兄弟节点:具有相同父节点的节点互称为兄弟节点
- 节点的层次:从根开始定义起,根为第一层,根的子节点为第二层,以此类推。
- 树的高度或深度:树中节点的最大层次;
- 堂兄弟节点:父节点在同一层的节点互为堂兄弟;
- 节点的祖先:从根到该节点所经分之上的所有节点;
- 子孙:以某节点为根的子树中任一节点都成为该节点的子孙。
- 森林:有 m (m >= 0) 棵互不相交的树的集合称为森林。
3、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;
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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;
2.1、二叉树:每个节点最多含有两个子树的树称为二叉树;
2.1.1、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, 其它各层的节点数据均已达到最大值,且 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节点都在最底层的完全二叉树;
2.1.2、平衡二叉树(AVL树):当且仅当任何节点的两颗子树的高度差不大于 1 的二叉树;
2.1.3、排序二叉树(二叉查找树,Binary Search Tree),也称为二叉搜索树、有序二叉树;
2.2、霍夫曼树(用于信息编码):带权路径最短的二叉树称为霍夫曼树或最优二叉树
2.3、B树:一种对读写操作进行优化的自平衡的二叉查找树,能够驳斥数据有序,用户多余两个子树。
4、树的存储与表示
(1)顺序存储:将数据结构存储在固定的数组中,在遍历速度上有一定的有事,但因所占空间比较大,是非主流二叉树。二叉树通常以链式存储。
(2)链式存储:
5、常见的一些树的应用场景
- 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
- 路由协议就是使用了树的算法
- mysql数据库索引
- 文件系统的目录结构
- 很多经典的 AI 算法都是树搜索