二叉樹存儲結構
『壹』 二叉樹是什麼
二叉樹 (binary tree) 是另一種樹型結構，它的特點是每個結點至多隻有二棵子 樹 (即二叉樹中不存在度大於 2的結點 )，並且，二叉樹的子樹有左右之分，其次序不能任意顛倒 . 二叉樹是一種數據結構 :
Binary_tree=(D,R)
其中： D是具有相同特性的數據元素的集合 ;若 D等於空 ,則 R等於空稱為空的二叉樹 ;若 D等於空則 R是 D上某個二元關系 H的集合，即 R={H}，且
(1) D 中存在唯一的稱為根的元素 r，它的關系 H下無前驅 ;
(2) 若 D-{r}不等於空，則 D-{r}={Dl,Dr}，且 Dl交 Dr等於空 ;
(3) 若 Dl不等於空 ,則在 Dl中存在唯一的元素 xl,〈 r,xl〉屬於 H，且存在 Dl上的關系 Hl屬於 H； 若 Dr不等於空 ,則在 Dr中存在唯一的元素 xr,〈 r,xr〉 >屬於 H, 且存 Dr上的關 系 Hr屬於 H； H={r,xl,＜ r,xr＞ ,Hl, Hr};
(4) (Dl, Hl) 是一棵合本定義的二叉樹，稱為根 r的左子樹 ,(Dr,Hr)是一棵符合定義的二叉樹，稱為根的右子樹。
其中，圖 6.2 是各種形態的二叉樹 .
(1) 為空二叉樹 (2)只有一個根結點的二叉樹 (3)右子樹為空的二叉樹 (4)左子樹為空的二叉樹 (5)完全二叉樹
二叉樹的基本操作：
(1)INITIATE(BT ） 初始化操作。置 BT為空樹。
(2)ROOT(BT)\ROOT(x) 求根函數。求二叉樹 BT的根結點或求結點 x所在二叉樹的根結點。
若 BT是空樹或 x不在任何二叉樹上，則函數值為 「空 」。
(3)PARENT(BT,x) 求雙親函數。求二叉樹 BT中結點 x的雙親結點。若結點 x是二叉樹 BT 的根結點
或二叉樹 BT中無 x結點，則函數值為 「空 」。
(4)LCHILD(BT,x) 和 RCHILD(BT,x) 求孩子結點函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左孩 子和右孩子結點。
若結點 x為葉子結點或不在二叉樹 BT中，則函數值為 「空 」。
(5)LSIBLING(BT,x) 和 RSIBING(BT,x) 求兄弟函數。分別求二叉樹 BT中結點 x的左兄弟和右兄弟結點。
若結點 x是根結點或不在 BT中或是其雙親的左 /右子樹根 ,則函樹值 為 「空 」。
(6)CRT_BT(x,LBT,RBT) 建樹操作。生成一棵以結點 x為根，二叉樹 LBT和 RBT分別為左， 右子樹的二叉樹。
(7)INS_LCHILD(BT,y,x) 和 INS_RCHILD(BT,x) 插入子樹操作。將以結點 x為根且右子樹為空的二叉樹
分別置為二叉樹 BT中結點 y的左子樹和右子樹。若結點 y有左子樹 /右子樹，則插入後是結點 x的右子樹。
(8)DEL_LCHILD(BT,x) 和 DEL-RCHILD(BT,x) 刪除子樹操作。分別刪除二叉樹 BT中以結點 x為根的左子樹或右子樹。
若 x無左子樹或右子樹，則空操作。
(9)TRAVERSE(BT) 遍歷操作。按某個次序依此訪問二叉樹中各個結點，並使每個結點只被訪問一次。
(10)CLEAR(BT) 清除結構操作。將二叉樹 BT置為空樹。
5.2.2 二叉樹的存儲結構
一 、順序存儲結構
連續的存儲單元存儲二叉樹的數據元素。例如圖 6.4(b)的完全二叉樹 , 可以向量 (一維數組 ) bt(1:6)作它的存儲結構，將二叉樹中編號為 i的結點的數據元素存放在分量 bt[i]中 ,如圖 6.6(a) 所示。但這種順序存儲結構僅適合於完全二叉樹 ,而一般二叉樹也按這種形式來存儲 ,這將造成存 貯浪費。如和圖 6.4(c)的二叉樹相應的存儲結構圖 6.6(b)所示，圖中以 「0」表示不存在此結點 .
二、 鏈式存儲結構
由二叉樹的定義得知二叉樹的結點由一個數據元素和分別指向左右子樹的兩個分支構成 ,則表 示二叉樹的鏈表中的結點至少包含三個域 :數據域和左右指針域 ,如圖 (b)所示。有時 ,為了便於找 到結點的雙親 ,則還可在結點結構中增加一個指向其雙親受的指針域，如圖 6.7(c)所示。
5.3 遍歷二叉樹
遍歷二叉樹 (traversing binary tree)的問題， 即如何按某條搜索路徑巡訪樹中每個結點，使得每個結點均被訪問一次，而且僅被訪問一次。 其中常見的有三種情況：分別稱之為先 (根 )序遍歷，中 (根 )序遍歷和後 (根 )序遍歷。
5.3.1 前序遍歷
前序遍歷運算：即先訪問根結點，再前序遍歷左子樹，最後再前序遍歷右子樹。前序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以根、左、右的順序進行訪問的。例如：
按前序遍歷此二叉樹的結果為： Hello!How are you?
proc preorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
print(bt^);
preorder(bt^.lchild);
preorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.2 中序遍歷
中序遍歷運算：即先中前序遍歷左子樹，然後再訪問根結點，最後再中序遍歷右子樹。中序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、根、右的順序進行訪問的。例如：
按中序遍歷此二叉樹的結果為： a*b-c
proc inorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
inorder(bt^.lchild);
print(bt^);
niorder(bt^.rchild);]
end;
5.3.3 後序遍歷
後序遍歷運算：即先後序遍歷左子樹，然後再後序遍歷右子樹，最後訪問根結點。後序遍歷運算訪問二叉樹各結點是以左、右、根的順序進行訪問的。例如：
按後序遍歷此二叉樹的結果為： Welecome to use it!
proc postorder(bt:bitreprtr)
if (bt>null)[
postorder(bt^.lchild);
postorder(bt^.rchild);]
print(bt^);
end;
五、例：
1.用順序存儲方式建立一棵有31個結點的滿二叉樹，並對其進行先序遍歷。
2.用鏈表存儲方式建立一棵如圖三、4所示的二叉樹，並對其進行先序遍歷。
3.給出一組數據：R={10.18,3,8,12,2,7,3}，試編程序，先構造一棵二叉樹，然後以中序遍歷訪問所得到的二叉樹，並輸出遍歷結果。
4.給出八枚金幣a,b,c,d,e,f,g,h，編程以稱最少的次數，判定它們蹭是否有假幣，如果有，請找出這枚假幣，並判定這枚假幣是重了還是輕了。
中山紀念中學三鑫雙語學校信息學競賽組編寫 2004.7.15
『貳』 二叉樹的存儲結構是怎樣的有哪些類型的存儲結構對應的c語言描述是
樓上回答的是樹的存儲，不是二叉樹的存儲，主要如下：
1、順序存儲：適用於完全二叉樹，如果根從1開始編號，則第i結點的左孩子編號為2i，右孩子為2i+1，雙親編號為(i/2）下取整，空間緊密
2、二叉鏈表：適用於普通二叉樹，每個結點除了數據外，還有分別指向左右孩子結點的指針，存儲n個結點有n+1個空指針域，存儲密度小於順序存儲，但是適用范圍廣，缺陷是正常遍歷只能從雙親向孩子，退回來一般需要藉助棧（或者用遞歸，其實也是棧）
3、三叉鏈表：同樣適用於普通二叉樹，結點除了數據外，還有左右孩子與雙親的指針，存儲密度低於二叉鏈表，但是可以非常方便地在二叉樹中遍歷，不需要其他輔助工具
『叄』 若二叉樹採用二叉鏈表存儲結構，要交換其所有分支結點左、右子樹的位置，利用( )遍歷方法最合適。
答案：C。用二叉鏈表存儲結構也就是左孩子右兄弟的存儲結構。
後序遍歷比較合理。正常的邏輯應該就是：做好當前結點子樹內部的交換，然後交換當前結點的左右子樹。剛好符合後序遍歷的演算法邏輯。
1、交換好左子樹
2、交換好右子樹
3、交換左子樹與右子樹
其他演算法如先序和按層次其邏輯都差不多，即訪問當前結點時交換其左右子樹。從邏輯上來看稍顯別扭一點點。因此說最合適應該是後序遍歷，但是從實現上來說先序和按層次都是可以的。
1、交換左子樹與右子樹
2、遍歷左子樹
3、遍歷右子樹
按層次遍歷
1、根結點入隊列
2、出隊列，交換其左右子樹，將子樹的根入隊列
3、重復2直到隊列為空
中序遍歷相對較難實現一些。
(3)二叉樹存儲結構擴展閱讀：
樹的遍歷是樹的一種重要的運算。樹的3種最重要的遍歷方式分別稱為前序遍歷、中序遍歷和後序遍歷。
以這3種方式遍歷一棵樹時，若按訪問結點的先後次序將結點排列起來，就可分別得到樹中所有結點的前序列表、中序列表和後序列表。相應的結點次序分別稱為結點的前序、中序和後序。
『肆』 設二叉樹bt存儲結構如下
字元a是根結點,a的左分支是b,而a沒有右分支.
二叉樹示意圖:
a
/
b
/
cd
//
efg
//
hi
/
j
二叉樹的(鏈式)邏輯結構示意圖:
#a^
/
#b#
/
#c^#d#
//
^e^#f^#g^
//
^h^#i^
/
^j^
上述示意圖,符號#表示指針域,符號^表示NULL(空指針)
先序遍歷序列:abcedfhgij
中序遍歷序列:ecbhfdjiga
後序遍歷序列:echfjigdba
//C語言測試程序
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
structtree
{
chardata;
structtree*left;
structtree*right;
};
typedefstructtreetreenode;
typedeftreenode*btree;
btreecreatebtree(char*data,intpos,intmaxPos)//遞歸創建法
{
btreenewnode;
if(data[pos]==0||pos>maxPos)
{
returnNULL;
}
else
{
newnode=(btree)malloc(sizeof(treenode));
newnode->data=data[pos];
newnode->left=createbtree(data,2*pos,maxPos);
newnode->right=createbtree(data,2*pos+1,maxPos);
returnnewnode;
}
}
voidpreorder(btreeptr)//先序遍歷(遞歸法)
{
if(ptr!=NULL)
{
printf("%C",ptr->data);
preorder(ptr->left);
preorder(ptr->right);
}
}
voidinorder(btreeptr)//中序遍歷(遞歸法)
{
if(ptr!=NULL)
{
inorder(ptr->left);
printf("%C",ptr->data);
inorder(ptr->right);
}
}
voidpostorder(btreeptr)//後序遍歷(遞歸法)
{
if(ptr!=NULL)
{
postorder(ptr->left);
postorder(ptr->right);
printf("%C",ptr->data);
}
}
intmain()
{
btreeroot=NULL;
inti;
chardata[64]={0,'a','b',0,'c','d',0,0,
'e',0,'f','g',0,0,0,0,
0,0,0,0,'h',0,'i',0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,'j',0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0};
root=createbtree(data,1,63);
printf("二叉樹的順序存儲內容:");
for(i=1;i<64;i++)
{
if(data[i]==0)
{
printf("^");
}
else
{
printf("%c",data[i]);
}
}
printf(" 二叉樹的先序遍歷序列:");
preorder(root);
printf(" 二叉樹的中序遍歷序列:");
inorder(root);
printf(" 二叉樹的後序遍歷序列:");
postorder(root);
printf(" ");
return0;
}
『伍』 二叉樹 兩種存儲結構的優缺點
順序存儲可能會浪費空間，但是讀取某個指定的節點的時候效率比較高，鏈式存儲相對二叉樹比較大的時候浪費空間較少，但是讀取某個指定節點的時候效率偏低O(nlogn)。
在數據的順序存儲中，由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到，所以訪問元素的時間都相同；而在數據的鏈接存儲中，由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中，所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到。
(5)二叉樹存儲結構擴展閱讀：
分類：
順序存儲方法它是把邏輯上相鄰的結點存儲在物理位置相鄰的存儲單元里，結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現，由此得到的存儲表示稱為順序存儲結構。順序存儲結構是一種最基本的存儲表示方法，通常藉助於程序設計語言中的數組來實現。
鏈接存儲方法它不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰，結點間的邏輯關系是由附加的指針欄位表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結構，鏈式存儲結構通常藉助於程序設計語言中的指針類型來實現。