树的表示法与数据结构:从树形到哈夫曼编码
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更新于2024-07-11
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"该资源是关于数据结构课程中的第六章——树和二叉树,主要涵盖了树的四种表示法,包括树形表示法、凹入表示法、嵌套集合表示法和广义表表示法。此外,还详细讲解了树的相关概念,如树的类型定义、基本术语,以及二叉树的定义、性质、存储结构、遍历、线索二叉树,还包括了树和森林的转换以及哈夫曼树与哈夫曼编码的应用。"
在数据结构中,树是一种非常重要的非线性数据结构,它以分支关系定义的层次结构形式存在。树的定义是包含n(n≥0)个结点的有限集,当n大于1时,有一个特殊的结点称为树的根,其他结点可以分为m(m>0)个互不相交的子集,每个子集自身也是一个树,这些子树被称为根的子树。树的特点是其子树之间互不相交。
树的类型定义和基本术语包括:
1. 树的根:树中唯一的一个特殊结点,没有父结点。
2. 子树:除了根之外的任何结点,它们可以是其他子树的根。
3. 空树:没有结点的树。
4. 结点的度:结点拥有的子树数量。
5. 树的深度:从根结点到最远叶结点的最长路径上的边数。
二叉树是树的一种特殊情况,每个结点最多有两个子结点,分别称为左子结点和右子结点。二叉树的性质包括:
1. 二叉树的深度:从根结点到最远叶结点的最长路径上的边数。
2. 完全二叉树:除了最后一层外,每一层都被完全填满,且最后一层的所有结点都尽可能地靠左排列。
3. 满二叉树:所有结点都具有两个子结点的二叉树。
二叉树的存储结构通常有两种,即顺序存储(数组实现)和链式存储(链表实现)。遍历二叉树有三种方法:前序遍历(根-左-右),中序遍历(左-根-右)和后序遍历(左-右-根)。
线索二叉树是在二叉链表的基础上增加指向双亲和孩子的线索,以便在非递归方式下也能进行遍历。
树和森林的转换涉及到树的分解和重组。哈夫曼树是一种带权路径长度最短的二叉树,用于数据的压缩,哈夫曼编码是通过对数据项分配最短的唯一前缀编码来实现高效的数据编码。
在学习这部分内容时,需要掌握树的各种表示法,理解二叉树的性质,熟悉二叉树的存储结构和遍历方法,以及如何构建和使用哈夫曼树进行数据编码。这些知识对于理解和解决实际问题,如文件系统、编译器设计、图形用户界面等,都具有重要意义。
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