目录

1.树的概念及结构

1.1什么是树？

1.2树的相关术语

1.3树的表示

2.二叉树的概念及结构

2.1二叉树的概念

2.2两种特殊的二叉树

2.3二叉树的性质 

2.4二叉树的存储结构

2.4.1 顺序存储

2.4.2 链式存储

1.树的概念及结构

1.1 什么是树？

树是一种非线性的数据结构，它是由 n（n>=0）个有限节点组成的一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一棵倒挂的树，也就是说它是根朝上，而叶朝下的。

注意：树形结构中，子树之间不能有交集，否则就不是树形结构。

从图中可以看出：

▶ 子树是不相交的；

▶ 除了根节点外，每个节点有且仅有一个父节点；

▶ 一颗N个节点的树有N-1条边。

1.2 树的相关术语

 节点的度：一个节点含有的子树的个数称为该节点的度； 如上图：A的为6；

叶节点或终端节点：度为0的节点称为叶节点； 如上图：B、C、H、I...等节点为叶节点；

非终端节点或分支节点：度不为0的节点； 如上图：D、E、F、G...等节点为分支节点；

双亲节点或父节点：若一个节点含有子节点，则这个节点称为其子节点的父节点； 如上图：A是B的父节点；

孩子节点或子节点：一个节点含有的子树的根节点称为该节点的子节点； 如上图：B是A的孩子节点；

兄弟节点：具有相同父节点的节点互称为兄弟节点； 如上图：B、C是兄弟节点；
树的度：一棵树中，最大的节点的度称为树的度； 如上图：树的度为6；

节点的层次：从根开始定义起，根为第1层，根的子节点为第2层，以此类推；

树的高度或深度：树中节点的最大层次； 如上图：树的高度为4；

堂兄弟节点：双亲在同一层的节点互为堂兄弟；如上图：H、I互为兄弟节点；

节点的祖先：从根到该节点所经分支上的所有节点；如上图：A是所有节点的祖先；

子孙：以某节点为根的子树中任一节点都称为该节点的子孙。如上图：所有节点都是A的子孙；

森林：由m（m>0）棵互不相交的树的集合称为森林；

1.3 树的表示

树结构相对线性表就比较复杂了，要存储表示起来就比较麻烦了，既要保存值域，也要保存结点和结点之间的关系，实际中树有很多种表示方式如：双亲表示法，孩子表示法、孩子双亲表示法以及孩子兄弟表示法等。例如孩子表示法：

typedef int dataType;typedef struct Node
{struct Node* left;    //指向左孩子节点struct Node* right; //指向右孩子节点dataType data;       //存储数据的数据域
}Node;

2.二叉树的概念及结构

2.1 二叉树的概念

二叉树是树的一种。一棵二叉树是节点的有限集合，该集合：

1.或者为空；

2.由一个根节点和两棵别称为左子树和右子树的二叉树组成。

需要注意的是：

1.二叉树不存在度大于2的结点；

2. 二叉树的子树有左右之分，次序不能颠倒，因此二叉树是有序树；

3.左子树和右子树同样也都是二叉树，同样有根节点和左右子树的概念。

2.2 两种特殊的二叉树

1. 满二叉树：一个二叉树，如果每一个层的结点数都达到最大值，则这个二叉树就是满二叉树。也就是说，如果一个二叉树的层数为K，且结点总数是2^k-1，则它就是满二叉树。

2. 完全二叉树：完全二叉树是效率很高的数据结构，完全二叉树是由满二叉树而引出来的。对于深度为K的，有n个结点的二叉树，当且仅当其每一个结点都与深度为K的满二叉树中编号从1至n的结点一一对应时称之为完全二叉树。 要注意的是满二叉树是一种特殊的完全二叉树。

2.3 二叉树的性质 

1. 若规定根节点的层数为1，则一棵非空二叉树的第 i 层上最多有2^(i-1)个结点；

2. 若规定根节点的层数为1，则深度为 h 的二叉树的最大结点数是2^h-1；

3. 对任何一棵二叉树, 如果度为 0 其叶结点个数为 n0 , 度为 2 的分支结点个数为 n2 ,则有n0=n2+1；

4. 若规定根节点的层数为1，具有 n 个结点的满二叉树的深度，h=log(n+1)(ps: 底数为2）；

5. 对于具有n个结点的完全二叉树，如果按照从上至下从左至右的数组顺序对所有节点从0开始编号，则对于序号为i的结点有：

     1. 若i>0，i位置节点的双亲序号：(i-1)/2；i=0，i为根节点编号，无双亲节点；

     2. 若2i+1=n否则无左孩子；

     3. 若2i+2=n否则无右孩子；

2.4 二叉树的存储结构

二叉树一般可以使用两种结构存储，一种顺序结构，一种链式结构。

2.4.1 顺序结构

顺序结构存储就是使用数组来存储，一般使用数组只适合表示完全二叉树，因为不是完全二叉树会有空间的浪费。而现实中使用中只有堆才会使用数组来存储，关于堆我们后面的章节会专门讲解。二叉树顺序存储在物理上是一个数组，在逻辑上是一颗二叉树。

2.4.2 链式结构

二叉树的链式存储结构是指，用链表来表示一棵二叉树，即用链来指示元素的逻辑关系。 通常的方法是链表中每个结点由三个域组成，数据域和左右指针域，左右指针分别用来给出该结点左孩子和右孩子所在的链结点的存储地址 。链式结构又分为二叉链和三叉链，当前我们学习中一般都是二叉链。

结构定义：

typedef int dataType;typedef struct Node
{struct Node* left;    //指向左孩子节点struct Node* right; //指向右孩子节点dataType data;       //存储数据的数据域
}Node;

逻辑结构：

最后，树的概念及结构已经介绍完毕。后面两章将为大家带来二叉树的顺序结构实现与二叉树的链式结构实现。