前言

二叉树是每个节点最多只有两个分支的树结构。通常分支被称作“左子树”或“右子树”。二叉树的分支具有左右次序,不能随意颠倒。

二叉树是指树中节点的度不大于2的有序树,它是一种最简单且最重要的树。二叉树的递归定义为:二叉树是一棵空树,或者是一棵由一个根节点和两棵互不相交的,分别称作根的左子树和右子树组成的非空树;左子树和右子树又同样都是二叉树。

一些特殊类型

  1. 满二叉树:如果一棵二叉树只有度为0的结点和度为2的结点,并且度为0的结点在同一层上,则这棵二叉树为满二叉树。
  2. 完全二叉树:深度为k,有n个结点的二叉树当且仅当其每一个结点都与深度为k的满二叉树中编号从1到n的结点一一对应时,称为完全二叉树。

完全二叉树的特点是叶子结点只可能出现在层序最大的两层上,并且某个结点的左分支下子孙的最大层序与右分支下子孙的最大层序相等或大1。

相关术语

  1. 结点:包含一个数据元素及若干指向子树分支的信息。
  2. 结点的度:一个结点拥有子树的数目称为结点的度。
  3. 叶子结点:也称为终端结点,没有子树的结点或者度为零的结点。
  4. 分支结点:也称为非终端结点,度不为零的结点称为非终端结点。
  5. 树的度:树中所有结点的度的最大值。
  6. 结点的层次:从根结点开始,假设根结点为第1层,根结点的子节点为第2层,依此类推,如果某一个结点位于第L层,则其子节点位于第L+1层。
  7. 树的深度:也称为树的高度,树中所有结点的层次最大值称为树的深度。
  8. 有序树:如果树中各棵子树的次序是有先后次序,则称该树为有序树。
  9. 无序树:如果树中各棵子树的次序没有先后次序,则称该树为无序树。
  10. 森林:由m(m≥0)棵互不相交的树构成一片森林。如果把一棵非空的树的根结点删除,则该树就变成了一片森林,森林中的树由原来根结点的各棵子树构成。

二叉树的遍历

对于二叉树,有深度遍历和广度遍历,深度遍历有前序、中序以及后序三种遍历方法,广度遍历即我们平常所说的层次遍历。因为树的定义本身就是递归定义,因此采用递归的方法去实现树的三种遍历不仅容易理解而且代码很简洁,而对于广度遍历来说,需要其他数据结构的支撑,比如堆了。所以,对于一段代码来说,可读性有时候要比代码本身的效率要重要的多。

四种主要的遍历思想为:

前序遍历:根结点 —> 左子树 —> 右子树

中序遍历:左子树—> 根结点 —> 右子树

后序遍历:左子树 —> 右子树 —> 根结点

层次遍历:只需按层次遍历即可