树与二叉树详解:路径、结点关系与基本操作

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"这篇资料主要介绍了树与二叉树的相关概念,包括树的基本定义、二叉树、遍历方法、线索二叉树、树和森林的转换,以及哈夫曼树和哈夫曼编码。此外,还涉及了树的一些基本术语,如结点、度、层次、路径等,并讲解了树的几种特殊类型,如有序树和无序树。最后,提到了对树进行的一些基本操作,如初始化、创建、销毁、查找、清除等。" 在这份资料中,首先定义了树的基本概念:一个非空集合D中的数据元素通过特定关系形成递归结构,其中有一个称为根的元素,其余元素分为若干互不相交的子树。树的度是指树中结点的最大子树数目,而结点的度则是该结点的子树数量。叶子结点是没有子树的结点,分支结点则至少有一个子树。 二叉树是树的一个特殊类型,每个结点最多有两个子结点,分为左子结点和右子结点。二叉树的遍历方式有前序、中序和后序三种,分别按照不同的顺序访问根结点、左子树和右子树。线索二叉树是通过额外的线索指针增强二叉链表,以便在非递归情况下也能进行遍历。 树的层次是从根结点开始,根结点为第一层,其子结点为第二层,以此类推。树的深度即为最深叶子结点所在的层次。路径是沿着树的分支从根结点到达某个结点的路径,途中经过的结点称为祖先,到达的结点称为子孙。孩子结点是某个结点的直接子结点,双亲结点是孩子的直接父结点,兄弟结点拥有相同的父结点,而堂兄弟结点则是同一父结点的兄弟结点的孩子。 有序树和无序树的区别在于子树之间的次序关系,有序树中子树有明确的前后顺序,而无序树则没有这样的限制。森林是由多棵树构成的集合,可以看作一棵树的扩展形式。 在实际操作中,树的基本操作包括初始化(InitTree)、创建(CreateTree)、销毁(Destroy)、清除(Clear)、定位指定结点(Locate)、判断是否为空树(Empty)、获取树的深度(Depth)、定位根结点(Root)、读取根元素(GetRoot)、读取或设置结点元素值(GetElem, SetElem)等。 哈夫曼树是一种特殊的二叉树,用于实现哈夫曼编码,这是一种最优的前缀编码方法,常用于数据压缩。通过构建哈夫曼树,可以为每个字符分配一个唯一的、无前缀的编码,使得频繁出现的字符编码更短,从而提高压缩效率。