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如何理解編程中的樹

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樹是一種非常常用的數據結構,與線性表,堆棧并駕齊驅。

樹的定義

樹是從自然界抽象出來的,它指的是N個父子節(jié)點的有限集合,對于這個有限集合,需要滿足如下條件:

  1. 當N=0時,該節(jié)點集合為空,這棵樹也為空

  2. 在任意非空樹中,只能有一個根節(jié)點

  3. 當N>1時,除去跟節(jié)點意外的其余節(jié)點本身也要集合成為一顆樹。即,樹具有遞歸特性,一棵樹是由若干子樹組成,每顆樹又是由若干顆更小的子樹組成,如圖所示

如何理解編程中的樹

二叉樹

二叉樹指每個節(jié)點最多只能有兩個子樹的有序樹。通常左邊子樹稱之為左子樹,右邊樹稱之為右子樹。二叉樹最多只能有兩顆對稱的樹,二叉樹有左,右之分。樹和二叉樹的區(qū)別

1. 樹的節(jié)點的度數沒有限制,二叉樹限制為2,樹沒有限制。

2. 無序樹的節(jié)點沒有左右之分,二叉樹的節(jié)點有左右之分。

如何理解編程中的樹

二叉搜索樹

二叉搜索樹,它是一顆空樹,具有以下性質的二叉樹,稱之為二叉搜索樹

  1. 它的左子樹不為空,并且左子樹的所有節(jié)點值都要小于跟節(jié)點的值。

  2. 它的右子樹不為空,則右子樹的所有節(jié)點的值都要大于跟節(jié)點的值。

  3. 它的左右子樹分別為二叉排序樹。

如何理解編程中的樹

平衡二叉樹

平衡二叉樹具有以下性質  他是一顆控訴或者他的左右兩個子樹的高度差絕對值不超過1,并且左右兩個子樹都是一顆平衡二叉樹。平衡二叉樹實現有紅黑樹,AVL,伸展樹,最小二叉平衡樹的節(jié)點公示為:F(n)=F(n-1)+F(n-2)+1

B-樹

一顆m階B樹,是一顆平衡的m路搜索樹,或者是空樹,滿足以下性質

  1. 1根節(jié)點至少有兩個子女

  2. 每個非跟節(jié)點包含k-1個元素和k個孩子,其中m/2 <= k <= m

  3. 所有的葉子結點都位于同一層。

  4. 每個節(jié)點中的元素從小到大排列,節(jié)點當中k-1個元素正好是k個孩子包含的元素值域的劃分一般用于文件系統(tǒng)或者數據庫的索引

如何理解編程中的樹

一般用于文件系統(tǒng)或者數據庫的索引

B+樹

B+樹具有以下特點

  1. 有k個子樹的中間節(jié)點包含k個元素,每個元素不保存數據,只用來保存索引,所有數據保存在葉子節(jié)點。

  2. 所有的葉子節(jié)點中包含了全部的元素信息,以及指向這些元素信息的執(zhí)政,并且葉子節(jié)點本身也是按照由大到小依次排列。

  3. 所有的中間節(jié)點元素都保存在葉子節(jié)點,在子元素中總是最大或者最小的元素。

如何理解編程中的樹

紅黑樹

紅黑樹是平衡二叉樹的實現,具有以下特征

  1. 節(jié)點是紅色或者是黑色。

  2. 根節(jié)點時黑色。

  3. 每個葉子節(jié)點都是黑色節(jié)點的空節(jié)點

  4. 每個紅色節(jié)點的兩個子節(jié)點都是黑色,從每個葉子節(jié)點到根的所有路徑上不能有兩個連續(xù)的紅色節(jié)點

  5. 從任意節(jié)點到每個葉子節(jié)點所有的路徑都包含相同數目的黑色節(jié)點。

如何理解編程中的樹

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