数据结构之树的定义及操作
树的定义
树是一种非线性的数据结构
树是由 n ( n ≥0 ) 个结点组成的有限集合
如果 n = 0,称为空树(如下图a);
如果 n > 0,则:
1.有一个特定的称之为根(root)的结点,它只有直接后继,但没有直接前驱;
2. 除根以外的其它结点划分为 m (m ≥0)0) 个互不相交的有限集合T0,T1,…,Tm-1,每个集合又是一棵树,并且称之为根的子树(subTree)。
树家族中的概念(基本术语):
树的结点包含一个数据及若干指向子树的分支,结点拥有的子树数称为结点的度。度为0的结点称为叶结点或终端节点,度不为0的结点称为分支结点或非终端节点。除根节点外,分支节点也称为内部节点。树的度定义为所有结点中的度的最大值。
结点的直接后继(节点的子树的根)称为该结点的孩子,相应的,该结点称为孩子的双亲。结点的孩子的孩子的……称为该结点的子孙。相应的,该结点称为子孙的祖先,同一个双亲的孩子之间互称兄弟。
结点的层次:根为第1层,根的孩子为第2层,……。双亲在同一层的结点互为堂兄弟(如上图中的F和G)。树中结点的最大层次称为树的深度或高度。
如果树中结点的各子树从左向右是有次序的,子树间不能互换位置,则称该树为有序树,否则为无序树。
森林是由 n ( n ≥0 ) 棵互不相交的树组成的集合。对于树中每个结点而言,其子树的集合即为森林。就逻辑结构而言,任何一棵树是一个二元组Tree = (root, F),其中,root是数据元素,称做树的根节点;F是m(m>=0)棵树的森林,F=(T1,T2,…Tm),其中Ti = (ri,Fi)称做根root的第i棵子树;当m≠0时,在树根和其子树森林之间存在下列关系:RF = {<root,ri>|i = 1,2,…,m,m>0}。这个定义将有助于得到森林和树与二叉树之间转换的递归定义。
树的一些常用操作:
1. 创建树;
2. 销毁树;
3. 清空树;
4. 插入结点;
5. 删除结点;
6. 获取结点;
7. 获取根结点;
8. 获取树的结点数;
9. 获取树的高度;
10. 获取树的度。
树在程序中表现为一种特殊的数据类型。
树的操作在程序中的表现为一组函数。
本节简单讲一下树的定义及操作方式,下一节将讲一下这些操作的C实现方式。