《数据结构》课程中的第六章主要探讨了树和二叉树这一非线性数据结构。树作为一种重要的数据结构,它在计算机科学中扮演着至关重要的角色,广泛应用于文件系统、数据库、编译器设计等领域。
6.1 树的定义和基本术语
树是由数据元素(也称为节点)组成的数据结构,其中每个节点可以有零个或多个子节点。如果节点没有子节点,我们称之为叶子节点;如果有子节点,我们称之为分支节点。树的根节点是树中唯一没有父节点的节点。树的高度或深度是从根节点到最远叶子节点的最长路径上的边数。树的层次是指从根节点开始,根节点为第一层,其子节点为第二层,以此类推。
6.1.3 树的基本操作
在树结构中,有若干基本操作,包括查找、插入和删除。例如,Root(T)返回树的根节点,Parent(T, cur_e)返回当前节点的父节点,LeftChild(T, cur_e)和RightSibling(T, cur_e)分别找到当前节点的左孩子和右兄弟。还有初始化空树、构造树、赋值、插入子树、清除树、销毁树结构以及删除子树等操作。
6.2 二叉树
二叉树是特殊类型的树,每个节点最多有两个子节点,分为左子节点和右子节点。二叉树有五种基本形态:空树、只有一个根节点的树、只有左子树的树、只有右子树的树以及左右子树都存在的树。二叉树的存储结构通常采用链表形式,即二叉链表,也可以用数组实现,但这通常只适用于完全二叉树。
6.2.2 二叉树的存储结构
二叉链表是二叉树的一种常见存储方式,每个节点包含数据域、左孩子指针和右孩子指针。这种结构允许快速访问节点的子节点,但不支持随机访问。
6.2.3 二叉树的遍历
二叉树的遍历主要有三种方法:前序遍历(根-左-右)、中序遍历(左-根-右)和后序遍历(左-右-根)。这三种遍历方式各有其应用场景,如在表达式树中,前序遍历可以得到中缀表达式,中序遍历得到后缀表达式,而后序遍历则用于计算表达式值。
6.2.4 线索二叉树
线索二叉树是在普通二叉链表的基础上,为每个节点增加两个线索,分别指向其前驱和后继,使得在非递归情况下也能进行中序遍历和其他操作。
总结来说,第六章的内容涵盖了树的基本概念、操作以及二叉树的定义、存储和遍历方法。理解这些概念对于深入学习数据结构和算法至关重要,因为它们在实际编程问题中有着广泛应用。通过掌握树和二叉树,开发者可以更有效地解决复杂的数据组织和处理问题。