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一文看懂数据结构中的树 值得收藏

发布时间:2019-09-04 07:31:13 所属栏目:优化 来源:优达学城Udacity
导读:通常在开始学编程的时候,你会接触一些常用数据结构。 到最后一般会学到哈希表。对于修读计算机科学学位的朋友,你通常要上专门的数据结构课,从了解有关链表、队列和栈的各种知识。这些统称为线性数据结构,因为依逻辑次序从头排到尾。 当你开始进入下一

具体来讲,我们会先访问根结点1再访问其左孩子2,接着是2的左孩子3,到达叶子结点回溯一步,访问2的右孩子4,进一步回溯,继续顺序访问5,6和7。在输出遍历结果时,据父结点值相对子结点输出顺序的不同,深度优先遍历又可细分为先序、中序和后序遍历三种情况。

先序遍历

即直接按照我们对结点的访问顺序输出遍历结果即实现,父结点值被最先输出。代码:

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中序遍历

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中序遍历输出结果为:3–2–4–1–6–5–7。

左孩子值最先输出,然后是父结点,最后是右孩子。对应代码如下:

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后序遍历

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后序遍历输出结果为:3–4–2–6–7–5–1.

左右孩子值依次输出,最后是父结点,对应代码如下:

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广度优先搜索 (BFS)

BFS:按照结点深度逐层遍历树结构。

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再拿上面的图来实际解释这种方法:

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逐层每层从左到右进行遍历,对应遍历结果为:1–2–5–3–4–6–7。对应代码如下:

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你应该已经注意到了,我们要借助先进先出(FIFO)的队列(queue)结构完成操作,具体的出入队列顺序如下图所示:

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二叉搜索树

二叉搜索树又名有序二叉树,结点元素按固定次序排布,使得我们可以在进行查找等操作时使用二分搜索提高效率。——维基百科

它最明显的特征是父结点值大于左子树任意结点值,小于右子树任意结点值。

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上图以三个二叉树为例,哪个才是正确的呢?

A 左右子树需要进行交换。B 满足条件,是二叉搜索树。C 值为4的结点需要移至3的右孩子处

接下来进行二叉搜索插入、结点检索、结点删除以及平衡的解释。

插入

假设以这种顺序插入结点: 50, 76, 21, 4, 32, 100, 64, 52。50会是我们初始的根结点。

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再依次进行如下操作:

76 大于50,置于右边21 小于 50, 置于左边4 置于21左边

最终一气呵成我们会得到下面这棵树:

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发现规律了么?像开车一样,从根结点驶入,待插入值大于当前结点值向右开否则向左开知道找到空位停车入库。(嘀嘀嘀,老司机)

代码实现也很简单:

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这个算法最牛逼的地方在于他的递归部分,你知道是哪几行吗?

结点检索

其实结合我们的插入操作,检索的方法就显而易见,依旧从根结点开始,小于对应结点值左转,大于右转,等于报告找到,走到叶子结点都没找到 gg,就报没有该元素。例如我们想知道下图中有没有52这个值:

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代码如下:

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删除: 移除并重构

删除操作要更复杂一些,因为要处理三种不同情况:

情景 #1:叶子结点

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是最简单的情况,直接删除就好.

情景 #2:只有左孩子或右孩子

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该情景等价于链表上的结点删除,把当前结点删除并让其子结点替换自己原来位置。

情景 #3:同时具有左右孩子的结点

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找到该结点右子树中最小值所在的结点,剔除要删除的当前结点并把最小值结点提升到空缺位置。

一些别的操作

清零:将三个属性全部置None即可。

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(编辑:鹰潭站长网)

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