数据结构:第5章学习小结

1.内容小结

依据惯例,还是先回顾一下学过的,可能会有新的体会。

  • 树和二叉树
  • 二叉树的遍历
  • 哈夫曼树

树和二叉树:

树是使用了递归定义的数据结构,是一个n(n>=0)个结点的有限集,递归定义简单理解就是——树的子树还是树(注意:空树也被划分为树);

二叉树是每个结点最多有两个子树的树。它有五种基本形态:空二叉树、仅有根节点的二叉树、左子树均为空的二叉树、右子树为空的二叉树、左右子树均非空的二叉树。五种基本形态构成了所有形态不一的树。

二叉树的一些性质:

  • 二叉树第i层上的结点数目最多为2 ^ (i-1) ( i>=1);
  • 深度为k的二叉树至多有2^k - 1个结点(k>=1);
  • 在任意一棵二叉树中,若终端结点的个数为n0,度为2的结点数为n2,则n0=n2+1;
  • 包含n个结点的二叉树的高度至少为(log2n)+1(适用于完全二叉树);

这些基本的性质可能很少在编程时用到,但一些关于树的面试选择题却经常涉及,记住的话能省去不少推算时间,还是挺重要的。

二叉树的遍历:

二叉树的遍历可分为四种,即先序、中序、后序遍历和层序遍历。

  1. 先序:根节点 –> 左子树 –> 右子树。 上图中二叉树的前序遍历结果为:0 -> 1 -> 3 -> 4 -> 2 -> 5 -> 6
  2. 中序:左子树 –> 根节点 –> 右子树。 上图中二叉树的中序遍历结果为:3 -> 1 -> 4 -> 0 -> 5 -> 2 -> 6
  3. 后序:左子树 –> 右子树 –> 根节点。 上图中二叉树的后序遍历结果为:3 -> 4 -> 1 -> 5 -> 6 -> 2 -> 0
  4. 层序:从最顶层的节点开始,从左往右,从上往下,一层一层遍历,直到所有节点都遍历完成 。上图中二叉树的层序遍历结果为:0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6

前三种容易想到,也好理解,因为树本身就是递归定义的,运用递归算法就能得到相应的遍历次序(也可以借助辅助栈实现将该递归算法改为非递归算法,但本质上还是用到了递归思想)

层序遍历就有点取巧了,需要借助队列这种数据结构来完成。借用队列先进先出的特点,将一棵二叉树的根节点加入队尾,然后循环出队,每次读取队头元素输出并且将队头元素出队,然后将这个输出的元素节点的的左右子树依次加入队尾,重复循环,直到队列为空,完成整个遍历。如本章list leaves和合作打代码的遍历函数,就是很经典的一种结合队列的层序遍历。

哈夫曼树:

哈夫曼是一类带权路径长度最短的树,通过树所有节点的带权路径长度之和(wpl)可以求得。

通过一个例子来回顾:由权值为3,6,7,2,5,1的叶子结点生成一棵哈夫曼树,它的带权路径长度为?

wpl = 7*2 + 6*2 + 5*2 + 3*3 + 2*4 + 1*4 = 57.

写到这儿卡住挺久,似乎关于哈夫曼树的了解就只停留在会手工算wpl,还没去真正地代码实现,哈夫曼树真正的用途(编码译码)也没去了解,羞愧....

 

2.一些收获:

  • check[]数组的应用判断根节点;
  • 树的同构一题对多条件递归的深入理解;
  • 数组、链表、栈和队列的巧妙结合;
  • 小组合作暴露了平时没有考虑数组越界的问题;
  • .....
 
posted on 2020-05-31 23:19  曾繁浩  阅读(145)  评论(0编辑  收藏  举报