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线索二叉树能顺序存储吗

发布时间: 2023-02-12 11:52:27

① 关于数据结构的问题

应该是A,双向链表就不说了。
首先应该了解存储表示方法有四种:
◆ 顺序存储方法:它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储表示称为顺序存储结构。
◆ 链接存储方法:它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻,结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构。
◆ 索引存储方法:除建立存储结点信息外,还建立附加的索引表来标识结点的地址。
◆ 散列存储方法:就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。

闭散列表是应该属于散列存储,是哈希算法的一种处理存储冲突方式,
当由关键码得到的哈希地址一旦产生了冲突,也就是说,该地址已经存放了数据元素,就去寻找下一个空的哈希地址,只要哈希表足够大,空的哈希地址总能找到,并将数据元素存入. 所以符合散列存储方法的要求。

而线索二叉树是索引存储,它是对二叉树以某种方式遍历后,得到二叉树中所有结点的一个线性序列。这样,二叉树中的结点就有了唯一直接前驱结点和唯一直接后继结点。
在线索二叉树时,二叉树采用二叉链表作为存储结构,每个结点有五个域leftChild,leftTag,data,rightTag,rightChild
规定:如果某结点的左指针域为空,令其指向依某种方式遍历时所得到的该结点的前驱结点,否则指向左孩子。
如果某结点的右指针域为空,令其指向依某种方式遍历时所得到的该结点的后继结点,否则指向右孩子(??)
为了区分一个结点的指针是指向左右孩子还是指向前驱,后继结点,可用标志为来区分:
如果 leftTag/rightTag=0,那么指向左/右孩子。
如果 leftTag/rightTag=1,那么指向前驱/后继线索。
对一颗二叉树的遍历方法不同,得到的线索二叉树也不同。通常有前序线索二叉树,中序线索二叉树,后序线索二叉树。

② 什么是二叉树

二叉树

在计算机科学中,二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。通常子树被称作“左子树”(left subtree)和“右子树”(right subtree)。二叉树常被用于实现二叉查找树和二叉堆。

二叉树的每个结点至多只有二棵子树(不存在度大于2的结点),二叉树的子树有左右之分,次序不能颠倒。二叉树的第i层至多有2^{i-1}个结点;深度为k的二叉树至多有2^k-1个结点;对任何一棵二叉树T,如果其终端结点数为n_0,度为2的结点数为n_2,则n_0=n_2+1。

一棵深度为k,且有2^k-1个节点的二叉树,称为满二叉树。这种树的特点是每一层上的节点数都是最大节点数。而在一棵二叉树中,除最后一层外,若其余层都是满的,并且最后一层或者是满的,或者是在右边缺少连续若干节点,则此二叉树为完全二叉树。具有n个节点的完全二叉树的深度为log2n+1。深度为k的完全二叉树,至少有2^(k-1)个节点,至多有2^k-1个节点。

一、定义

二叉树在图论中是这样定义的:二叉树是一个连通的无环图,并且每一个顶点的度不大于3。有根二叉树还要满足根结点的度不大于2。有了根结点之后,每个顶点定义了唯一的父结点,和最多2个子结点。然而,没有足够的信息来区分左结点和右结点。如果不考虑连通性,允许图中有多个连通分量,这样的结构叫做森林。

二、基本概念

二叉树是递归定义的,其结点有左右子树之分,逻辑上二叉树有五种基本形态:

(1)空二叉树——如图(a);

线索二叉树的存储结构

在中序线索树找结点后继的规律是:若其右标志为1,则右链为线索,指示其后继,否则遍历其右子树时访问的第一个结点(右子树最左下的结点)为其后继;找结点前驱的规律是:若其左标志为1,则左链为线索,指示其前驱,否则遍历左子树时最后访问的一个结点(左子树中最右下的结点)为其前驱。

在后序线索树中找到结点的后继分三种情况:

若结点是二叉树的根,则其后继为空;若结点是其双亲的右孩子,或是其双亲的左孩子且其双亲没有右子树,则其后继即为双亲结点;若结点是其双亲的左孩子,且其双亲有右子树,则其后继为双亲右子树上按后序遍历列出的第一个结点。

数据结构定义为:

/*二叉线索存储表示*/typedefenum{Link,Thread}PointerTag;/* Link(0):指针,Thread(1):线索*/typedefstruct BiThrNode{ TElemType data;struct BiThrNode *lchild,*rchild;/*左右孩子指针*/PointerTag LTag,RTag;/* 左右标志 */}BiThrNode,*BiThrTree;

八、实现演示

范例二叉树:

A

B C

D E

此树的顺序结构为:ABCD##E

intmain()
{

node*p=newnode;

node*p=head;

head=p;

stringstr;

cin>>str;

creat(p,str,0)//默认根节点在str下标0的位置

return0;

}

//p为树的根节点(已开辟动态内存),str为二叉树的顺序存储数组ABCD##E或其他顺序存储数组,r当前结点所在顺序存储数组位置.

intmain()

{

node*p=newnode;

node*p=head;

head=p;

stringstr;

cin>>str;

creat(p,str,0)//默认根节点在str下标0的位置

return0;

}

//p为树的根节点(已开辟动态内存),str为二叉树的顺序存储数组ABCD##E或其他顺序存储数组,r当前结点所在顺序存储数组位置。

voidcreat(node*p,stringstr,intr)

{

p->data=str[r];

if(str[r*2+1]=='#'||r*2+1>str.size()-1)p->lch=NULL;

else

{

p->lch=newnode;

creat(p->lch,str,r*2+1);

}

if(str[r*2+2]=='#'||r*2+2>str.size()-1)p->rch=NULL;

else

{

p->rch=newnode;

creat(p->rch,str,r*2+2);

}

}

③ 完全二叉树为什么最适合顺序存储结构

顺序存储充分利用满二叉树的特性,即每层的节点数分别为1、2、4、8等等2i+1,一个深度为i的二叉树最多只能包含2i-1个节点,因此只要定义一个长度为2i-1的数组即可存储这颗二叉树。

对于普通的不是满二叉树的,那些空出来的节点对应的数组元素留空即可,因此顺序存储会造成一定的空间浪费。如果是完全二叉树,就不会有空间浪费的情况;若是只有右子树,那么会造成相当大的浪费。


二叉树算法思路:

1、如果树为空,则直接返回错。

2、如果树不为空:层序遍历二叉树。

3、如果一个结点左右孩子都不为空,则pop该节点,将其左右孩子入队列。

4、如果遇到一个结点,左孩子为空,右孩子不为空,则该树一定不是完全二叉树。

5、如果遇到一个结点,左孩子不为空,右孩子为空;或者左右孩子都为空;则该节点之后的队列中的结点都为叶子节点;该树才是完全二叉树,否则就不是完全二叉树。

④ 二叉树的顺序存储和链式存储的优缺点有哪些

二叉树的链式存储是指:两个儿子结点分别用指针指向。而存储结构值的是:假设该结点在数组中的位置为
i
,则它的左儿子的位置为
2i
,右儿子为
2i
+
1.
(
i
从1开始)
所以你只要创建一个数组,从链式存储的根节点开始,用中序遍历遍历树,按中序遍历的顺序存储在数组中。即可完成顺序存储结构的转化。
相关的遍历你可以查看相关资料,中序遍历即访问顺序为左儿子-根-右儿子的顺序访问。
希望对你有所帮助。

⑤ 顺序存储是二叉树常用的存储结构吗

二叉树的存储结构
二叉树是非线性结构,即每个数据结点至多只有一个前驱,但可以有多个后继。它可采用顺序存储结构和链式存储结构。
1.顺序存储结构
二叉树的顺序存储,就是用一组连续的存储单元存放二叉树中的结点。因此,必须把二叉树的所有结点安排成为一个恰当的序列,结点在这个序列中的相互位置能反映出结点之间的逻辑关系,用编号的方法从树根起,自上层至下层,每层自左至右地给所有结点编号,缺点是有可能对存储空间造成极大的浪费,在最坏的情况下,一个深度为k且只有k个结点的右单支树需要2k-1个结点存储空间。依据二叉树的性质,完全二叉树和满二叉树采用顺序存储比较合适,树中结点的序号可以唯一地反映出结点之间的逻辑关系,这样既能够最大可能地节省存储空间,又可以利用数组元素的下标值确定结点在二叉树中的位置,以及结点之间的关系。图5-5(a)是一棵完全二叉树,图5-5(b)给出的图5-5(a)所示的完全二叉树的顺序存储结构。

(a) 一棵完全二叉树 (b) 顺序存储结构
图5-5 完全二叉树的顺序存储示意图
对于一般的二叉树,如果仍按从上至下和从左到右的顺序将树中的结点顺序存储在一维数组中,则数组元素下标之间的关系不能够反映二叉树中结点之间的逻辑关系,只有增添一些并不存在的空结点,使之成为一棵完全二叉树的形式,然后再用一维数组顺序存储。如图5-6给出了一棵一般二叉树改造后的完全二叉树形态和其顺序存储状态示意图。显然,这种存储对于需增加许多空结点才能将一棵二叉树改造成为一棵完全二叉树的存储时,会造成空间的大量浪费,不宜用顺序存储结构。最坏的情况是右单支树,如图5-7 所示,一棵深度为k的右单支树,只有k个结点,却需分配2k-1个存储单元。

(a) 一棵二叉树 (b) 改造后的完全二叉树

(c) 改造后完全二叉树顺序存储状态
图5-6 一般二叉树及其顺序存储示意图

(a) 一棵右单支二叉树 (b) 改造后的右单支树对应的完全二叉树

(c) 单支树改造后完全二叉树的顺序存储状态
图5-7 右单支二叉树及其顺序存储示意图
结构5-1二叉树的顺序存储

#define Maxsize 100 //假设一维数组最多存放100个元素
typedef char Datatype; //假设二叉树元素的数据类型为字符
typedef struct
{ Datatype bt[Maxsize];
int btnum;
}Btseq;

2.链式存储结构
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。其结点结构为:

其中,data域存放某结点的数据信息;lchild与rchild分别存放指向左孩子和右孩子的指针,当左孩子或右孩子不存在时,相应指针域值为空(用符号∧或NULL表示)。利用这样的结点结构表示的二叉树的链式存储结构被称为二叉链表,如图5-8所示。

(a) 一棵二叉树 (b) 二叉链表存储结构
图5-8 二叉树的二叉链表表示示意图
为了方便访问某结点的双亲,还可以给链表结点增加一个双亲字段parent,用来指向其双亲结点。每个结点由四个域组成,其结点结构为:

这种存储结构既便于查找孩子结点,又便于查找双亲结点;但是,相对于二叉链表存储结构而言,它增加了空间开销。利用这样的结点结构表示的二叉树的链式存储结构被称为三叉链表。
图5-9给出了图5-8 (a)所示的一棵二叉树的三叉链表表示。

图5-9二叉树的三叉链表表示示意图
尽管在二叉链表中无法由结点直接找到其双亲,但由于二叉链表结构灵活,操作方便,对于一般情况的二叉树,甚至比顺序存储结构还节省空间。因此,二叉链表是最常用的二叉树存储方式。
结构5-2二叉树的链式存储
#define datatype char //定义二叉树元素的数据类型为字符
typedef struct node //定义结点由数据域,左右指针组成
{ Datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}Bitree;

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