什么是二叉树(二叉树是什么)

一、基础概念

二叉树是一种树形结构,每个节点至多拥有两个子节点,分别被称为左子节点和右子节点,可以为空。

通常将子节点比节点小的节点称为“左孩子”,将子节点比节点大的节点称为“右孩子”,这种关系称为“有向边”。

二叉树的常见定义:二叉树是n(n>=0)个节点的有限集合,该集合或空集合可能为空。当集合不为空时,它由一个根节点和两个互不相交的子集合,分别是根节点的左子树和右子树组成。

二、二叉树的特点

1、每个节点至多拥有两个子节点。

2、左子节点永远比右子节点先被操作。

3、二叉树可以是空树,即没有节点,此时根节点为null。

4、二叉树的深度是从根节点到最远叶节点的路径长度,空树的深度为0。

5、二叉树的层数是从根节点到叶节点的路径数,空树的层数为0。

三、二叉树的遍历

遍历,指的是按照某种规则依次访问二叉树中的每一个节点。常见的方法有三种:

1、前序遍历(pre-order):先访问根节点,再访问左子树,最后访问右子树。

2、中序遍历(in-order):先访问左子树,再访问根节点,最后访问右子树。

3、后序遍历(post-order):先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点。

四、二叉树的实现

二叉树的实现可以使用链表和数组两种方式,链表实现更常用。以下是链表实现的代码示例:

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int x) { val = x; }
}

class BinaryTree {
    TreeNode root;

    public void preOrder(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            System.out.print(root.val + " ");
            preOrder(root.left);
            preOrder(root.right);
        }
    }

    public void inOrder(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            inOrder(root.left);
            System.out.print(root.val + " ");
            inOrder(root.right);
        }   
    }

    public void postOrder(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            postOrder(root.left);
            postOrder(root.right);
            System.out.print(root.val + " ");
        }
    }
}

五、二叉树的应用

1、二叉查找树(BST):通过比较当前节点的值和目标值的大小,可以快速定位目标值,能够高效地进行插入、删除、查找等操作。

2、最小生成树:Kruskal(克鲁斯卡尔)算法和Prim(普里姆)算法都用到了二叉树的概念。

3、表达式树:通过建立表达式树,可以用二叉树来表示数学表达式并进行计算。

六、总结

二叉树是一种常用的树形数据结构,每个节点最多有两个子节点,左子节点永远比右子节点先被操作。它可以通过三种方式进行遍历,即前序、中序、后序遍历。二叉树的应用非常广泛,比如用于二叉查找树、最小生成树和表达式树中。

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风君子

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