对树的知识进行整理,图片来自COMP20003。
首先树(tree)并不一定都是二叉树(binary tree),这里主讲二叉树。
二叉树:
二叉树:即1个节点(node)至多有2个子节点(child node)。
遍历(traversal):
分3种:前序遍历(Pre-order traversal)、中序遍历(In-order traversal)、后序遍历(Post-order traversal)。
前序遍历(Pre-order traversal):拷贝树
顺序为中左右。
中序遍历(In-order traversal):按序输出
顺序为左中右。
predecessor:在中序排列中一个节点的前一个节点,称为该节点的predecessor,从二叉树图上可以看出是一个节点左子树中最右边的节点。
successor:在中序排列中一个节点的后一个节点,称为该节点的successor,从二叉树图上可以看出是一个节点右子树中最左边的节点。
后序遍历(Post-order traversal):删除(free)树
顺序为左右中。
实现:使用递归(recursion)
完全二叉树(complete binary tree):除了最下层,其余层的节点都有2个节点,而最下层的节点只能在最左边的二叉树。
完全二叉树的特性:
n个节点的完全二叉树,它的深度(depth)或高度(height)大约(approximately)是log2n,注意:height和depth均是从0开始计数的。
二叉搜索树(binary search tree):一个节点的值比它左边连结的子节点们的值都大(或等于),比它右边连接的子节点们都小(或等于)的二叉树,最差情况是插入的值是已经按顺序排好的,此时树变成了stick,实际上成了链表。
AVL树(名字来源于发明者的首字母):每个节点的左右子树的高度(height)差的绝对值<=1的二叉树,当高度差>1时,则要进行旋转(rotation)操作保持平衡(keep balanced,即所有左右子树的高度差的绝对值<=1)。
保持平衡(keep balanced):
在每个节点边上写上高度差,从下往上看,从首先看到绝对值大于1的节点进行操作,分为两种情况:
Single Rotation(符号相同):
LL:Right Rotation
RR:Left Rotation
Double Rotation(符号不同):
RL:先Right Rotation,再Left Rotation
LR:先Left Rotation,再Right Rotation
树的旋转(Rotation):
分为左旋钻(Left Rotation),右旋转(Rigth Rotation)。
节点删除(deletion from bst):
共2步:1.找到该节点。2.删除该节点。如何找很简单,但找到后删除还要将该节点的叶子接上去(如果有)。删除节点分为3中情况:
1:该节点是叶子节点(无child),直接删除。
2:该节点仅有一个child(左或右),用该child替代。
3:该节点有2个children。
3a:其中一个children没有child,用该节点替代。
3b: 2个children都有child,用中序排列中目标节点的前一个(predecessor)或后一个(successor)替代。