第六章二叉树和树
一、选择题
2. 设树T的度为4，其中度为1，2，3和4的结点个数分别为4，2，1，1 则T中的叶子数为（ D ）
A．5 B．6 C．7 D．8
3. 在下述结论中，正确的是（ D ）
①只有一个结点的二叉树的度为0; ②二叉树的度为2；③二叉树的左右子树可任意交换;
④深度为K的完全二叉树的结点个数小于或等于深度相同的满二叉树。
A．①②③B．②③④C．②④D．①④
4. 设森林F对应的二叉树为B，它有m个结点，B的根为p,p的右子树结点个数为n,森林F中第一棵树的结点个数是（ A ）
A．m-n B．m-n-1 C．n+1 D．条件不足，无法确定
6．若一棵二叉树具有10个度为2的结点，5个度为1的结点，则度为0的结点个数是（）
A．9 B．11 C．15 D．不确定
7．设森林F中有三棵树，第一，第二，第三棵树的结点个数分别为M1，M2和M3。与森林F对应的二叉树根结点的右子树上的结点个数是（）。
A．M1 B．M1+M2 C．M3 D．M2+M3
8．具有10个叶结点的二叉树中有（）个度为2的结点。
A．8 B．9 C．10 D．ll
9. 设给定权值总数有n 个，其哈夫曼树的结点总数为( D )
A．不确定B．2n C．2n+1 D．2n-1
10. 有n个叶子的哈夫曼树的结点总数为（）。
A．不确定B．2n C．2n+1 D．2n-1
12. 有关二叉树下列说法正确的是（）
A．二叉树的度为2 B．一棵二叉树的度可以小于2 C．二叉树中至少有一个结点的度为2 D．二叉树中任何一个结点的度都为2 13．二叉树的第I层上最多含有结点数为（）
A．2I B．2I-1-1 C．2I-1 D．2I -1
14. 一个具有1025个结点的二叉树的高h为（）
A．11 B．10 C．11至1025之间D．10至1024之间15．一棵二叉树高度为h,所有结点的度或为0，或为2，则这棵二叉树最少有( )结点
A．2h B．2h-1 C．2h+1 D．h+1
16．对于有n 个结点的二叉树, 其高度为（）
A．nlog2n B．log2n C．?log2n?|+1 D．不确定
17. 一棵具有n个结点的完全二叉树的树高度（深度）是（）A．?logn?+1 B．logn+1 C．?logn?D．logn-1
18．深度为h的满m叉树的第k层有（）个结点。(1= 19．在一棵高度为k的满二叉树中，结点总数为（） A．2k-1 B．2k C．2k-1 D．?log2k?+1 20．高度为K的二叉树最大的结点数为（）。 A．2k B．2k-1 C．2k -1 D．2k-1-1 21. 一棵树高为K的完全二叉树至少有（）个结点 A．2k –1 B. 2k-1 –1 C. 2k-1 D. 2k 22. 将有关二叉树的概念推广到三叉树，则一棵有244个结点的完全三叉树的高度（） A．4 B．5 C．6 D．7 23. 利用二叉链表存储树，则根结点的右指针是（ C ）。 A．指向最左孩子B．指向最右孩子C．空D．非空24．对二叉树的结点从1开始进行连续编号，要求每个结点的编号大于其左、右孩子的编号，同一结点的左右孩子中，其左孩子的编号小于其右孩子的编号，可采用( D )次序的遍历实现编号。 A．先序 B. 中序 C. 后序 D. 从根开始按层次遍历25．树的后根遍历序列等同于该树对应的二叉树的( ). A. 先序序列 B. 中序序列 C. 后序序列 27．在下列存储形式中，哪一个不是树的存储形式？（ D ） A．双亲表示法B．孩子链表表示法C．孩子兄弟表示法D．顺序存储表示法28．一棵二叉树的前序遍历序列为ABCDEFG，它的中序遍历序列可能是（）A．CABDEFG B．ABCDEFG C．DACEFBG D．ADCFEG 29．已知一棵二叉树的前序遍历结果为ABCDEF,中序遍历结果为CBAEDF,则后序遍历的结果为（）。 A．CBEFDA B．FEDCBA C．CBEDFA D．不定30．已知某二叉树的后序遍历序列是dabec, 中序遍历序列是debac , 它的前序遍历是（）。 A．acbed B．decab C．deabc D．cedba 31. 某二叉树中序序列为A,B,C,D,E,F,G，后序序列为B,D,C,A,F,G,E 则前序序列是： A．E,G,F,A,C,D,B B．E,A,C,B,D,G,F C．E,A,G,C,F,B,D D．上面的都不对 32. 上题的二叉树对应的森林包括多少棵树（） A．l B．2 C．3 D．概念上是错误的 33．二叉树的先序遍历和中序遍历如下：先序遍历：EFHIGJK；中序遍历: HFIEJKG 。该二叉树根的右子树的根是： A、E B、F C、G D、H 34．下面的说法中正确的是（）. （1）任何一棵二叉树的叶子结点在三种遍历中的相对次序不变； （2）按二叉树定义，具有三个结点的二叉树共有6种。 A．(1)(2) B．(1) C．(2) D．(1)、(2)都错 35．在二叉树结点的先序序列，中序序列和后序序列中，所有叶子结点的先后顺序（） A．都不相同B．完全相同C．先序和中序相同，而与后序不同 D．中序和后序相同，而与先序不同 36．某二叉树的前序序列和后序序列正好相反，则该二叉树一定是（C）的二叉树。 A．空或只有一个结点B．任一结点无左子树 C．高度等于其结点数D．任一结点无右子树 37．在完全二叉树中，若一个结点是叶结点，则它没（）。 A．左子结点B．右子结点 C．左子结点和右子结点D．左子结点，右子结点和兄弟结点 38．在下列情况中，可称为二叉树的是（） A．每个结点至多有两棵子树的树 B. 哈夫曼树 C．每个结点至多有两棵子树的有序树 D. 每个结点只有一棵右子树E．以上参考答案都不对 39 一棵左子树为空的二叉树在先序线索化后，其中空的链域的个数是：( ) A．不确定 B. 0 C. 1 D. 2 40. 一棵左右子树均不空的二叉树在先序线索化后，其中空的链域的个数是：( )。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 不确定 41. 引入二叉线索树的目的是（A ） A．加快查找结点的前驱或后继的速度 B．为了能在二叉树中方便的进行插入与删除 C．为了能方便的找到双亲D．使二叉树的遍历结果唯一 42. 线索二叉树是一种（ C ）结构。 A．逻辑B．逻辑和存储C．物理D．线性 43．n个结点的线索二叉树上含有的线索数为（） A．2n B．n－l C．n＋l D．n 45．如果T2是由有序树T转换而来的二叉树，那么T中结点的后序就是T2中结点的（）。 A．先序B．中序C．后序D．层次序 47．由3 个结点可以构造出多少种不同的二叉树？（） A．2 B．3 C．4 D．5 49．下述编码中哪一个不是前缀码（ B ）。 A．（00，01，10，11）B．（0，1，00，11） C．（0，10，110，111）D．（1，01，000，001） 50．下面几个符号串编码集合中，不是前缀编码的是（B ）。 A．{0,10,110,1111} B．{11,10,001,101,0001} C．{00,010,0110,1000} D．{b,c,aa,ac,aba,abb,abc} 51. 当一棵有n个结点的二叉树按层次从上到下，同层次从左到右将数据存放在一维数组A[l..n]中时，数组中第i个结点的左孩子为（） A．A[2i](2i= A．A[2i](2i<=n) B．A[2i+1](2i+1<=n) C．A[i-2] D．条件不充分，无法确定 53．从下列有关树的叙述中,选出5条正确的叙述(共5分) （） A．二叉树中每个结点有两个子结点,而树无此限制,因此二叉树是树的特殊情况。B．当K≥1时高度为K的二叉树至多有2k-1个结点。 C．用树的前序周游和中序周游可以导出树的后序周游。 D．线索二叉树的优点是便于在中序下查找前驱结点和后继结点。 E．将一棵树转换成二叉树后,根结点没有左子树。 F．一棵含有N个结点的完全二叉树,它的高度是?LOG2N?+1。 G．在二叉树中插入结点,该二叉树便不再是二叉树。 H．采用二叉树链表作树的存储结构,树的前序周游和其相应的二叉树的前序周游的结果是一样的。 I．哈夫曼树是带权路径最短的树,路径上权值较大的结点离根较近。 J．用一维数组存储二叉树时,总是以前序周游存储结点。 二、填空题 1．二叉树由_(1)__，__(2)_，_(3)__三个基本单元组成。 2．树在计算机内的表示方式有_(1)__，_(2)__，_(3)__。 3．在二叉树中，指针p所指结点为叶子结点的条件是______。 5．二叉树中某一结点左子树的深度减去右子树的深度称为该结点的____。6．具有256个结点的完全二叉树的深度为______。 7．已知一棵度为3的树有2个度为1的结点，3个度为2的结点，4个度为3 的结点，则该树有______个叶子结点。 8．深度为k的完全二叉树至少有___(1)____个结点，至多有___(2)____个结点。9．在顺序存储的二叉树中，编号为i和j的两个结点处在同一层的条件是______。10．在完全二叉树中，编号为i和j的两个结点处于同一层的条件是______。11．一棵有n个结点的满二叉树有__(1)_个度为1的结点、有__(2)_个分支（非终端）结点和__(3)_个叶子，该满二叉树的深度为_(4)__。 12．假设根结点的层数为１，具有ｎ个结点的二叉树的最大高度是______。13．在一棵二叉树中，度为零的结点的个数为N0,度为2的结点的个数为N2,则有N0 =______ 14．设只含根结点的二叉树的高度为0，则高度为k的二叉树的最大结点数为 ______,最小结点数为______。 15．设有N个结点的完全二叉树顺序存放在向量A[1:N]中，其下标值最大的分支结点为______。 16．高度为K的完全二叉树至少有______个叶子结点。 17．已知二叉树有50个叶子结点，则该二叉树的总结点数至少是______。18．一个有2001个结点的完全二叉树的高度为______。 19．设F是由T1,T2,T3三棵树组成的森林,与F对应的二叉树为B,已知T1,T2,T3的结点数分别为n1,n2和n3则二叉树B的左子树中有__(1)_个结点，右子树中有_(2)__个结点。 20．一个深度为k的，具有最少结点数的完全二叉树按层次，（同层次从左到右）用自然数依此对结点编号，则编号最小的叶子的序号是__(1)_；编号是i的结点所在的层次号是_(2)__（根所在的层次号规定为1层）。 21．如某二叉树有20个叶子结点，有30个结点仅有一个孩子，则该二叉树的总结点数为______。 22．如果结点A有3个兄弟，而且B是A的双亲，则B的度是______。 23．高度为h的2-3树中叶子结点的数目至多为______。26．完全二叉树中，结点个数为n，则编号最大的分支结点的编号为______。 24．设一棵完全二叉树叶子结点数为k,最后一层结点数>2，则该二叉树的高度为______。 25．对于一个具有n个结点的二元树，当它为一棵_(1)_二元树时具有最小高度，当它为一棵_(2)_时，具有最大高度。 26．具有N个结点的二叉树，采用二叉链表存储，共有______个空链域。27．含4个度为2的结点和5个叶子结点的二叉树，可有______个度为1的结点。28．一棵树T中，包括一个度为1的结点，两个度为2的结点，三个度为3的结点，四个度为4的结点和若干叶子结点，则T的叶结点数为______。 29．每一棵树都能唯一的转换为它所对应的二叉树。若已知一棵二叉树的前序序列是BEFCGDH，对称序列是FEBGCHD，则它的后序序列是_(1)__。设上述二叉树是由某棵树转换而成，则该树的先根次序序列是_(2)__。 30．先根次序周游树林正好等同于按_(1)__周游对应的二叉树，后根次序周游树林正好等同于按__(2)_周游对应的二叉树。 31．二叉树结点的对称序序列为A,B,C,D,E,F,G,后序序列为B,D,C,A,F,G,E,则该二叉树结点的前序序列为_(1)__,则该二叉树对应的树林包括_(2)__棵树。32．二叉树的先序序列和中序序列相同的条件是______。 33．已知一棵二叉树的前序序列为abdecfhg,中序序列为dbeahfcg，则该二叉树的根为_(1)__，左子树中有_(2)__，右子树中有_(3)__。 34．设二叉树中每个结点均用一个字母表示，若一个结点的左子树或右子树为空，用．表示，现前序遍历二叉树，访问的结点的序列为ABD.G...CE.H..F．．，则中序遍历二叉树时，访问的结点序列为_(1)__;后序遍历二叉树时，访问的结点序列为_(2)__。 35．现有按中序遍历二叉树的结果为abc，问有_(1)__种不同的二叉树可以得到这一遍历结果，这些二叉树分别是_(2)__。 36．一个无序序列可以通过构造一棵______树而变成一个有序序列，构造树的过程即为对无序序列进行排序的过程。 37．利用树的孩子兄弟表示法存储，可以将一棵树转换为______。 38．若一个二叉树的叶子结点是某子树的中序遍历序列中的最后一个结点，则它必是该子树的______序列中的最后一个结点。 39．先根次序周游树林正好等同于按______周游对应的二叉树；后根次序周游树林正好等同于______周游对应的二叉树。 40. 在一棵存储结构为三叉链表的二叉树中，若有一个结点是它的双亲的左子女，且它的双亲有右子女，则这个结点在后序遍历中的后继结点是______。41．一棵左子树为空的二叉树在先序线索化后，其中的空链域的个数为：______。42．设一棵后序线索树的高是50，结点x是树中的一个结点，其双亲是结点y,y 的右子树高度是31，x是y的左孩子。则确定x的后继最多需经过______中间结点（不含后继及x本身） 43．线索二元树的左线索指向其______，右线索指向其______。 45．哈夫曼树是______。 46．若以{4，5，6，7，8}作为叶子结点的权值构造哈夫曼树，则其带权路径长度是______。 47．有一份电文中共使用6个字符:a,b,c,d,e,f,它们的出现频率依次为2,3,4,7,8,9，试构造一棵哈夫曼树，则其加权路径长度WPL为_(1)__，字符c的编码是_(2)__。 三、应用题 1．从概念上讲，树，森林和二叉树是三种不同的数据结构，将树，森林转化为二叉树的基本目的是什么，并指出树和二叉树的主要区别。 2．树和二叉树之间有什么样的区别与联系？ 5．有n个结点并且其高度为n的二叉树的数目是多少? 6．已知完全二叉树的第七层有10个叶子结点，则整个二叉树的结点数最多是多少？ 7．任意一个有n个结点的二叉树，已知它有m个叶子结点，试证明非叶子结点有（m-1）个度为2，其余度为1。 8．给定K(K>=1),对一棵含有N个结点的K叉树（N＞０）、请讨论其可能的最大高度和最小高度。 9．一棵共有n个结点的树，其中所有分支结点的度均为K，求该树中叶子结点的个数。 12．若一棵完全二叉树中叶子结点的个数为n,且最底层结点数≧2，则此二叉树的深度H=？ 13．已知完全二叉树有30个结点，则整个二叉树有多少个度为0的结点？15．试求有n个叶结点的非满的完全二叉树的高度; 16．假设高度为H的二叉树上只有度为0和度为2的结点，问此类二叉树中的结点数可能达到的最大值和最小值各为多少？ 20．一棵二叉树的先序、中序、后序序列如下，其中一部分未标出，请构造出该二叉树。 先序序列：_AB C D E _F G H I_ J K 中序序列：C B_DE F A H J K I G 后序序列：_C E F D B K J I H G A 21．M 叉树的前序和后序遍历分别与由它转换成的二叉树的哪种遍历相对应？26．一棵左右子树均不空的二叉树在先序线索化后，其空指针域数为多少？62．二叉树T的中序遍历序列和层次遍历序列分别是BAFDGCE和ABCDEFG，试画出该二叉树。 参考答案 一、选择题 1.D 2.D 3.D 4.A 5. C A C A C 6.B 7.D 8.B 9.D 10.D 11.C 12.B 13.C 14.C 15.B 16.D 17.A 18.A 19.C 20.C 21.C 22.C 23.C 24.C 25.B 26.C 27.D 28.B 29.A 30.D 31.B 32.B 33.C 34.B 35.B 36.C 37.C 38.B 39.D 40.B 41.A 42.C 43.C 44.D 45.B 46.A 47.D 48.D 49.B 50.B 51.D 52.D 53. C D F H I 二、填空题 1.(1)根结点(2)左子树(3)右子树 2.(1)双亲链表表示法(2)孩子链表表示法(3)孩子兄弟表示法 3．p->lchild==null && p->rchlid==null 4.(1) ++a*b3*4-cd (2)18 5.平衡因子 6. 9 7. 12 8.(1)2k-1 (2)2k -1 (3)H=?log 2N ?+1 9. 用顺序存储二叉树时，要按完全二叉树的形式存储，非完全二叉树存储时，要加“虚结点”。设编号为i 和j 的结点在顺序存储中的下标为s 和t ,则结点i 和j 在同一层上的条件是?log 2s ?=?log 2t ?。 10. ?log 2i ?=?log 2j ? 11.(1)0 (2)(n-1)/2 (3)(n+1)/2 (4) ?log 2n ? +1 12.n 13. N2+1 14.(1) 2K+1-1 (2) k+1 15. ?N/2? 16. 2k-2 17. 99 18. 11 19.(1) n1-1 (2)n2+n3 20.(1)2k-2+1（第k 层1个结点，总结点个数是2H-1，其双亲是2H-1/2=2k-2） (2) ?log 2i ?+1 21.69 22. 4 23.3h-1 24. ?log 2k ?+1 25.(1)完全二叉树 (2)单枝树，树中任一结点（除最后一个结点是叶子外）,只有左子女或只有右子女。 26.N+1 27. 0至多个。任意二叉树，度为１的结点个数没限制。只有完全二叉树，度为１的结点个数才至多为1。 28．21 29.(1) FEGHDCB (2)BEF （该二叉树转换成森林，含三棵树，其第一棵树的先根次序是BEF ） 30.(1)先序（2）中序 31. (1)EACBDGF （2）2 32.任何结点至多只有右子女的二叉树。 33.(1)a (2) dbe (3) hfcg 34.(1) .D.G.B.A.E.H.C.F. (2) ...GD.B...HE..FCA 35．(1)5 （2）略 36.二叉排序树 37.二叉树 38.前序 39.(1)先根次序（2）中根次序 40.双亲的右子树中最左下的叶子结点 41.2 42.31（x的后继是经x的双亲y的右子树中最左下的叶结点） 43.(1)前驱 (2)后继 44.(1)1 (2)y^.lchild (3)0 (4)x (5)1 (6) y (7)x(本题按 中序线索化) 45.带权路径长度最小的二叉树，又称最优二叉树 46.69 47.(1)80 (2)001（不唯一） 48.(1)p->rchild(2)p->lchild(3)p->lchild(4)ADDQ(Q,p->lchild)(5)ADDQ(Q, p->rchild) 49.(1)top++ (2) stack[top]=p->rchild (3)top++ (4)stack[top]=p->lchild 50．(1) p=p->lchild // 沿左子树向下（2）p=p->rchild 51．(1)0 （2）hl>hr (3)hr=hl 52. (1)*ppos // 根结点（2）rpos=ipos (3)rpos–ipos (4)ipos (5)ppos+1 53．（1）tree->lchild (2)null (3)pre->rchild (4)pre->rtag=1 (5) pre->right=tree; (6) tree->right (注（4）和（5）顺序可换) 三、应用题 1．树的孩子兄弟链表表示法和二叉树二叉链表表示法，本质是一样的，只是解释不同，也就是说树（树是森林的特例，即森林中只有一棵树的特殊情况）可用二叉树唯一表示，并可使用二叉树的一些算法去解决树和森林中的问题。 树和二叉树的区别有三：一是二叉树的度至多为2，树无此限制；二是二叉树有左右子树之分，即使在只有一个分枝的情况下，也必须指出是左子树还是右子树，树无此限制；三是二叉树允许为空，树一般不允许为空（个别书上允许为空）。 2.树和二叉树逻辑上都是树形结构，区别有以上题1所述三点。二叉树不是树的特例。 3．线性表属于约束最强的线性结构，在非空线性表中，只有一个“第一个”元素，也只有一个“最后一个”元素；除第一个元素外，每个元素有唯一前驱；除最后一个元素外，每个元素有唯一后继。树是一种层次结构，有且只有一个根结点，每个结点可以有多个子女，但只有一个双亲（根无双亲），从这个意义上说存在一（双亲）对多（子女）的关系。广义表中的元素既可以是原子，也可以是子表，子表可以为它表共享。从表中套表意义上说，广义表也是层次结构。从逻辑上讲，树和广义表均属非线性结构。但在以下意义上，又蜕变为线性结构。如度为1的树，以及广义表中的元素都是原 子时。另外，广义表从元素之间的关系可看成前驱和后继，也符 合线性表，但这时元素有原子，也有子表，即元素并不属于同一 数据对象。 4．方法有二。一是对该算术表达式（二叉树）进行后序遍历， 得到表达式的后序遍历序列，再按后缀表达式求值；二是递归 求出左子树表达式的值，再递归求出右子树表达式的值，最后 按根结点运算符（+、-、*、/ 等）进行最后求值。 第5题图 5．2n-1(本题等价于高度为n的满二叉树有多少叶子结点，从根结点到各叶子结点的单枝树是不同的二叉树。) 6．235。由于本题求二叉树的结点数最多是多少，第7层共有27-1=64个结点，已知有10个叶子，其余54个结点均为分支结点。它在第八层上有108个叶子结 点。所以该二叉树的结点数最多可达(27-1+108)=235。(注意；本题并未明说完全二叉树的高度，但根据题意，只能8层。) 7．证明：设度为1和2 的结点数是n1和n2，则二叉树结点数n为 n=m+n1+n2 (1) 由于二叉树根结点没有分枝所指，度为1和2的结点各有1个和2个分枝，度为0 的结点没有分枝，故二叉树的结点数n与分枝数B有如下关系 n=B+1=n1+2*n2+1 (2) 由（1）和（2），得n2=m-1。即n个结点的二叉树，若叶子结点数是m，则非叶子结点中有（m-1）个度为2，其余度为1。 8．N个结点的K叉树，最大高度N（只有一个叶结点的任意k叉树）。设最小高度为H，第i(1<=i<=H)层的结点数K i-1，则N=1+k+k2+…+ k H-1，由此得 H=?log K (N(K-1)+1)? 9．设分枝结点和叶子结点数分别是为n k 和n ，因此有n=n +n k (1)另外从树的分枝数B与结点的关系有 n=B+1=K*n k +1 (2)由（1）和（2）有 n 0=n-n k =(n(K-1)+1)/K 10.用顺序存储结构存储n个结点的完全二叉树。编号为i的结点，其双亲编号是?i/2?(i=1时无双亲)，其左子女是2i(若2i<=n,否则i无左子女)，右子女是2i+1(若2i+1<=n,否则无右子女)。 11. 根据完全二叉树的性质，最后一个结点（编号为n）的双亲结点的编号 是?n/2?，这是最后一个分枝结点，在它之后是第一个终端（叶子）结点，故序号最小的叶子结点的下标是?n/2?+1。 12. ?log 2 n? +1 13.15 14. 该结论不成立。对于任一a€A,可在B中找到最近祖先f。a在f的左子树上。对于从f到根结点路径上所有b€B，有可能f在b的右子树上，因而a也就在b 的右子树上，这时a＞b，因此a＜b不成立。同理可以证明b 15. 设完全二叉树中叶子结点数为n，则根据完全二叉树的性质，度为2的结点数是n-1，而完全二叉树中，度为1的结点数至多为1，所以具有n个叶子结点的完全二叉树结点数是n+(n-1)+1=2n或2n-1（有或无度为1的结点）。由于具 有2n(或2n-1)个结点的完全二叉树的深度是?log 2(2n)?+1( ?log 2 (2n-1)?+1，即 ?log2n?+1,故n个叶结点的非满的完全二叉树的高度是?log2n?+1。（最下层结点数>=2）。 16．结点数的最大值2h-1（满二叉树），最小值2h-1（第一层根结点，其余每层均两个结点）。 17．（1）k(u-1)+1+i (2) ?(v-2)/k?+1 (参见第8题推导) 18 该有向图只有一个顶点入度为0，其余顶点入度均为1， 它不是有向树。 21．M叉树的前序和后序遍历分别与它转换成的二叉树的先序和中序遍历对应。26．左右子树均不空的二叉树先序线索化后，空指针域为1个（最后访问结点的右链为空）。 28. 后序线索树中结点的后继（根结点无后继），要么是其右线索（当结点的rtag=1时），要么是其双亲结点右子树中最左下的叶子结点。对中序线索二叉树某结点，若其左标记等于1,则左子女为线索，指向直接前驱；否则，其前驱是其左子树上按中序遍历的最后一个结点。 数据结构中二叉树中序遍历的教学分析 袁宇丽, 胡 玲 Ξ(内江师范学院计算机与信息科学系, 四川 内江 641112) 摘 要:数据结构的教学应注重方法的应用,在二叉树的中序遍历中使用投影法可以使遍历过程简单化, 再由其中的一种遍历递归算法(先序)推导得到另外两种(中序,后序)的遍历递归算法,让学生加深对整个遍 历过程的了解与掌握。 关键词:数据结构;二叉树;遍历;算法 中图分类号:G 642 文献标识码:A 文章编号:1671-1785(2006)04-0109-03 1 引言 《数据结构》是计算机学科的一门专业技术基础课,也是计算机程序设计的重要理论技术基础课。目的是在于让学生学会分析研究计算机加工的数据结构的特性,以便为应用涉及的数据结构选择适当的逻辑结构,存储结构及其相应的算法;并初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术;培养学生进行复杂程序设计的能力和数据抽象的能力。但从学生角度而言,在学习该门课程时普遍反映较难,总觉得课程内容抽象,不易理解,好些具体算法不知从何下手。针对以上情况,任课教师在讲授该门课程时更应注重方法的应用,从多角度,多侧面展现知识点,化抽象为具体,化特殊为一般,不应只局限于教材上的一种解题模式,应结合自己的理解,补充新方法,这样才能更好的拓宽学生的思路,达到化难为易,举一反三的效果。下面以具体实例说明。 2 二叉树中序遍历的投影法 在二叉树的一些应用中,常常要求在树中查找具有某种特征的结点,或者对树中全部结点逐一进行某种处理。这就提出了一个遍历二叉树的问题,即如何按某条搜索路径巡访树中每个结点,使得每个结点均被访问一次,而且仅被访问一次。“访问”的含义很广,可以是对结点作各种处理,如输出结点的信息等。遍历对线性结构来说,是一个容易解决的问题。而对二叉树则不然,由于二叉树是一种非线性结构,每个结点都可能有两棵子树,因而需要寻找一种规律,以便使二叉树上的结点能排列在一个线性队列上,从而便于访问。 回顾二叉树的定义可知,二叉树是由三个基本单元组成:根结点、左子树、右子树。因此,若能依次遍历这三部分,便是遍历了整个二叉树。若限定先左后右的顺序,则分为三种情况:先(根)序遍历,中(根)序遍历,后(根)序遍历。二叉树的遍历及其应用是数据结构中一个很重要的知识点,要求学生能根据所给二叉树得到相应的三种遍历序列(前序,中序,后序),并能写出这三种遍历算法。以中序遍历而言,教材[1]结合图给出了中序遍历过程示意图,并具体分析了该遍历的递归执行过程。但递归调用及返回对学生来说本身就是一个较难掌握的知识,往往出现进入递归后不知怎样层层返回,所图1 二叉树 以书上在说明二叉树的中序遍历时借用递归调用与返回的 方法向学生展示整个遍历过程对初学者总感觉有一定难度。 我们在这里补充一种教材上没有提到的二叉树中序遍历的 直观方法:投影法。分析中序遍历的实质,是按先中序访问左子树,再访问根结点,最后中序访问右子树的顺序进行的。直 观上想,处于二叉树最左下方的结点应该是第一个要访问的结点,再结合二叉树本身的构造特点,是有严格的左右子树 之分的,所以投影法就是根据二叉树的结构特征得来的。对 于一棵二叉树,从根结点所在的层开始,将所有非空左子树 完全位于当前根结点的左方,将所有非空右子树完全位于当? 901?第21卷第4期N o 14V o l 121 内江师范学院学报JOU RNAL O F N E I J I AN G T EA CH ER S COLL EGE 收稿日期:2005-11-11 作者简介:袁字丽(1979-),女,四川自贡人,内江师范学院助教,硕士。 《数据结构》课程实验报告 实验名称树和二叉树实验序号 5 实验日期 姓名院系班级学号 专业指导教师成绩 教师评语 一、实验目的和要求 (1)掌握树的相关概念，包括树、结点的度、树的度、分支结点、叶子结点、儿子结点、双亲结点、树 的深度、森林等定义。 (2)掌握树的表示，包括树形表示法、文氏图表示法、凹入表示法和括号表示法等。 (3)掌握二叉树的概念，包括二叉树、满二叉树和完全二叉树的定义。 (4)掌握二叉树的性质。 (5)重点掌握二叉树的存储结构，包括二叉树顺序存储结构和链式存储结构。 (6)重点掌握二叉树的基本运算和各种遍历算法的实现。 (7)掌握线索二叉树的概念和相关算法的实现。 (8)掌握哈夫曼树的定义、哈夫曼树的构造过程和哈夫曼编码产生方法。 (9)掌握并查集的相关概念和算法。 (10)灵活掌握运用二叉树这种数据结构解决一些综合应用问题。 二、实验项目摘要 1．编写一程序，实现二叉树的各种基本运算，并在此基础上设计一个主程序完成如下功能： （1）输出二叉树b; （2）输出H结点的左、右孩子结点值； （3）输出二叉树b的深度； （4）输出二叉树b的宽度； （5）输出二叉树b的结点个数； （6）输出二叉树b的叶子结点个数。 2．编写一程序，实现二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历的各种递归和非递归算法，以及层次遍历的算法。 三、实验预习内容 二叉树存储结构，二叉树基本运算（创建二叉树、寻找结点、找孩子结点、求高度、输出二叉树） 三、实验结果与分析 7-1 #include 第6章树和二叉树 一、选择题 1.有一“遗传”关系，设x是y的父亲，则x可以把它的属性遗传给y，表示该遗传关系最适合的数据结构是（ B ） A、向量 B、树 C、图 D、二叉树 2.树最适合用来表示（ B ） A、有序数据元素 B、元素之间具有分支层次关系的数据 C、无序数据元素 D、元素之间无联系的数据 3.树B 的层号表示为1a,2b,3d,3e,2c，对应于下面选择的（ C ） A、1a(2b(3d,3e),2c) B、a(b(D,e),c) C、a(b(d,e),c) D、a(b,d(e),c) 4.对二叉树的结点从1 开始连续编号，要求每个结点的编号大于其左、右孩子的编号，同一结点的左右孩子中， 其左孩子的编号小于其右孩子的编号，则可采用（ C ）次序的遍历实现二叉树的结点编号。 A、先序 B、中序 C、后序 D、从根开始按层次遍历 5.按照二叉树的定义，具有3 个结点的二叉树有（C ）种。 A、3 B、4 C、5 D、6 6.在一棵有n个结点的二叉树中，若度为2的结点数为n2，度为1的结点数为n1，度为0的结点数为n0，则树的最大高 度为（ E ），其叶结点数为（ H ）；树的最小高度为（ B ），其叶结点数为（ G ）；若采用链表存储结构，则有（ I ）个空链域。 log+1 C、log2n D、n A、n/2 B、??n2 E、n0+n1+n2 F、n1+n2 G、n2+1 H、1 I、n+1 J、n1K、n2L、n1+1 7.对一棵满二叉树，m 个树叶，n 个结点，深度为h，则（ D ） A、n=m+h B、h+m=2n C、m=h-1 D、n=2h-1 8.设高度为h 的二叉树中只有度为0 和度为2 的结点，则此类二叉树中所包含的结点数至少为（ B ），至多 为（D ）。 A、2h B、2h-1 C、2h-1 D、2h-1 9.在一棵二叉树上第5 层的结点数最多为（B）（假设根结点的层数为1） A、8 B、16 C、15 D、32 10.深度为5 的二叉树至多有（ C ）个结点。 A、16 B、32 C、31 D、10 11.一棵有124 个叶结点的完全二叉树，最多有（B ）个结点 A、247 B、248 C、249 D、250 12.含有129 个叶子结点的完全二叉树，最少有（ D ）个结点 A、254 B、255 C、256 D、257 13.假定有一棵二叉树，双分支结点数为15，单分支结点数为30，则叶子结点数为（ B ）个。 A、15 B、16 C、17 D、47 14.用顺序存储的方法将完全二叉树中所有结点逐层存放在数组R[1…n]中，结点R[i]若有左子树，则左子树是结 点（ B ）。 A、R[2i+1] B、R[2i] C、R[i/2] D、R[2i-1] 数据结构第6章树和二叉树 一、下面是有关二叉树的叙述，请判断正误 （√）1.若二叉树用二叉链表作存贮结构，则在n个结点的二叉树链表中只有n-1个非空指针域。 n个结点的二叉树有n-1条分支 （×）2.二叉树中每个结点的两棵子树的高度差等于1。 （√）3.二叉树中每个结点的两棵子树是有序的。 （×）4.二叉树中每个结点有两棵非空子树或有两棵空子树。 （×）5.二叉树中每个结点的关键字值大于其左非空子树（若存在的话）所有结点的关键字值，且小于其右非空子树 （若存在的话）所有结点的关键字值。 （应当是二叉排序树的特点） （×）6.二叉树中所有结点个数是2k-1-1，其中k是树的深度。（应2k-1） （×）7.二叉树中所有结点，如果不存在非空左子树，则不存在非空右子树。 （×）8.对于一棵非空二叉树，它的根结点作为第一层，则它的第i层上最多能有2i -1个结点。 （应2i-1） （√）9.用二叉链表法（link-rlink）存储包含n个结点的二叉树，结点的2n个指针区域中有n+1个为空指针。（用二叉链表存储包含n个结点的二叉树，结点共有2n个链域。由于二叉树中，除根结点外，每一个结点有且仅有一个双亲，所以只有n-1个结点的链域存放指向非空子女结点的指针，即有后继链接的指针仅n-1个，还有n+1个空指针。）采用二叉链表存储有2n个链域，空链域为：2n-（n-1）=n+1 （√）10.具有12个结点的完全二叉树有5个度为2的结点。 最快方法：用叶子数＝[ n/2] ＝6，再求n2=n0-1=5 [n/2] 除的结果四舍五入 二、填空 1．由３个结点所构成的二叉树有5种形态。 2. 一棵深度为6的满二叉树有n1+n2=0+ n2= n0-1=31 个分支结点和26-1 =32个叶子。 注：满二叉树没有度为1的结点，所以分支结点数就是二度结点数。 (或：总结点数为n=2k-1=26-1=63，叶子数为n0= [ n/2] =32，满二叉数没有度为1的结点，由n0=n2+1得n2=n0-1=32-1=31) 二叉树的各种算法.txt男人的承诺就像80岁老太太的牙齿，很少有真的。你嗜烟成性的时候，只有三种人会高兴，医生你的仇人和卖香烟的。 /*用函数实现如下二叉排序树算法： （1）插入新结点 （2）前序、中序、后序遍历二叉树 （3）中序遍历的非递归算法 （4）层次遍历二叉树 （5）在二叉树中查找给定关键字(函数返回值为成功1,失败0) （6）交换各结点的左右子树 （7）求二叉树的深度 （8）叶子结点数 Input 第一行：准备建树的结点个数n 第二行：输入n个整数，用空格分隔 第三行：输入待查找的关键字 第四行：输入待查找的关键字 第五行：输入待插入的关键字 Output 第一行：二叉树的先序遍历序列 第二行：二叉树的中序遍历序列 第三行：二叉树的后序遍历序列 第四行：查找结果 第五行：查找结果 第六行~第八行：插入新结点后的二叉树的先、中、序遍历序列 第九行：插入新结点后的二叉树的中序遍历序列(非递归算法) 第十行：插入新结点后的二叉树的层次遍历序列 第十一行~第十三行：第一次交换各结点的左右子树后的先、中、后序遍历序列 第十四行~第十六行：第二次交换各结点的左右子树后的先、中、后序遍历序列 第十七行：二叉树的深度 第十八行：叶子结点数 */ #include "stdio.h" #include "malloc.h" #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define OVERFLOW -2 typedef int Status; typedef int KeyType; #define STACK_INIT_SIZE 100 // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 10 // 存储空间分配增量 #define MAXQSIZE 100 typedef int ElemType; typedef struct BiTNode{ ElemType data; struct BiTNode *lchild,*rchild;//左右孩子指针 } BiTNode,*BiTree; Status SearchBST(BiTree T,KeyType key,BiTree f,BiTree &p) { if(!T){p=f;return FALSE;} else if(key==T->data){p=T;return TRUE;} else if(key 习题六树和二叉树 一、单项选择题 1．以下说法错误的是 ( ) A．树形结构的特点是一个结点可以有多个直接前趋 B．线性结构中的一个结点至多只有一个直接后继 C．树形结构可以表达(组织)更复杂的数据 D．树(及一切树形结构)是一种"分支层次"结构 E．任何只含一个结点的集合是一棵树 2．下列说法中正确的是 ( ) A．任何一棵二叉树中至少有一个结点的度为2 B．任何一棵二叉树中每个结点的度都为2 C．任何一棵二叉树中的度肯定等于2 D．任何一棵二叉树中的度可以小于2 3．讨论树、森林和二叉树的关系，目的是为了（） A．借助二叉树上的运算方法去实现对树的一些运算 B．将树、森林按二叉树的存储方式进行存储 C．将树、森林转换成二叉树 D．体现一种技巧，没有什么实际意义 4．树最适合用来表示 ( ) A．有序数据元素 B．无序数据元素 C．元素之间具有分支层次关系的数据 D．元素之间无联系的数据 5．若一棵二叉树具有10个度为2的结点，5个度为1的结点，则度为0的结点个数是（）A．9 B．11 C．15 D．不确定 6．设森林F中有三棵树，第一，第二，第三棵树的结点个数分别为M1，M2和M3。与森林F对应的二叉树根结点的右子树上的结点个数是（）。 A．M1 B．M1+M2 C．M3 D．M2+M3 7．一棵完全二叉树上有1001个结点，其中叶子结点的个数是（） A． 250 B． 500 C．254 D．505 E．以上答案都不对 8. 设给定权值总数有n 个，其哈夫曼树的结点总数为( ) A．不确定 B．2n C．2n+1 D．2n-1 9．二叉树的第I层上最多含有结点数为（） A．2I B． 2I-1-1 C． 2I-1 D．2I -1 10．一棵二叉树高度为h,所有结点的度或为0，或为2，则这棵二叉树最少有( )结点A．2h B．2h-1 C．2h+1 D．h+1 11. 利用二叉链表存储树，则根结点的右指针是（）。 A．指向最左孩子 B．指向最右孩子 C．空 D．非空 14．在二叉树结点的先序序列，中序序列和后序序列中，所有叶子结点的先后顺序（）A．都不相同 B．完全相同 C．先序和中序相同，而与后序不同 D．中序和后序相同，而与先序不同 15．在完全二叉树中，若一个结点是叶结点，则它没（）。 A．左子结点 B．右子结点 C．左子结点和右子结点 D．左子结点，右子结点和兄弟结点 16．在下列情况中，可称为二叉树的是（） 第6章树和二叉树 部分答案解释如下。 12. 由二叉树结点的公式：n=n0+n1+n2=n0+n1+(n0-1)=2n0+n1-1，因为n=1001,所以1002=2n0+n1,在完全二叉树树中，n1只能取0或1,在本题中只能取0，故n=501，因此选E。 42.前序序列是“根左右”，后序序列是“左右根”，若要这两个序列相反，只有单支树，所以本题的A和B均对，单支树的特点是只有一个叶子结点，故C是最合适的，选C。A或B 都不全。由本题可解答44题。 47. 左子树为空的二叉树的根结点的左线索为空（无前驱），先序序列的最后结点的右线索为空（无后继），共2个空链域。 52．线索二叉树是利用二叉树的空链域加上线索，n个结点的二叉树有n+1个空链域。 部分答案解释如下。 6．只有在确定何序（前序、中序、后序或层次）遍历后，遍历结果才唯一。 19．任何结点至多只有左子树的二叉树的遍历就不需要栈。 24. 只对完全二叉树适用，编号为i的结点的左儿子的编号为2i(2i<=n)，右儿子是2i+1（2i+1<=n） 37. 其中序前驱是其左子树上按中序遍历的最右边的结点（叶子或无右子女），该结点无右孩子。 38 . 新插入的结点都是叶子结点。 42. 在二叉树上，对有左右子女的结点，其中序前驱是其左子树上按中序遍历的最右边的结点（该结点的后继指针指向祖先），中序后继是其右子树上按中序遍历的最左边的结点（该结点的前驱指针指向祖先）。 44．非空二叉树中序遍历第一个结点无前驱，最后一个结点无后继，这两个结点的前驱线索和后继线索为空指针。 三.填空题 1.(1)根结点(2)左子树(3)右子树 2.(1)双亲链表表示法(2)孩子链表表示法(3)孩 子兄弟表示法 3．p->lchild==null && p->rchlid==null 4.(1) ++a*b3*4-cd (2)18 5.平衡 因子 6. 9 7. 12 8.(1)2k-1 (2)2k-1 9.(1)2H-1 (2)2H-1 (3)H=?log2N?+1 10. 用顺序存储二叉树时，要按完全二叉树的形式存储，非完全二叉树存储时，要加“虚结 点”。设编号为i和j的结点在顺序存储中的下标为s 和t ,则结点i和j在同一层上的条 件是?log2s?=?log2t?。 11. ?log2i?=?log2j?12.(1)0 (2)(n-1)/2 (3)(n+1)/2 (4) ?log2n?+1 13.n 14. N2+1 15.(1) 2K+1-1 (2) k+1 16. ?N/2? 17. 2k-2 18. 64 19. 99 20. 11 21.(1) n1-1 (2)n2+n3 22.(1)2k-2+1（第k层1个结点，总结点个数是2H-1，其双亲是2H-1/2=2k-2）(2) ?log2i?+1 23.69 24. 4 25.3h-1 26. ?n/2? 27. ?log2k?+1 28.(1)完全二叉树 (2)单枝树，树中任一结点（除最后一个结点是叶子外）,只有左子女或 只有右子女。 29.N+1 30.(1) 128(第七层满，加第八层１个) (2) 7 31. 0至多个。任意二叉树，度为１的结点个数没限制。只有完全二叉树，度为１的结点个 数才至多为1。 32．21 33.(1)2 (2) n-1 (3) 1 (4) n (5) 1 (6) n-1 34.(1) FEGHDCB (2)BEF（该二叉树转换成森林，含三棵树，其第一棵树的先根次序是 BEF） 35.(1)先序（2）中序 36. (1)EACBDGF （2）2 37.任何结点至多只有右子女 的二叉树。 38.(1)a (2) dbe (3) hfcg 39.(1) . (2) ...GD.B...HE..FCA 40.DGEBFCA 41．(1)5 （2）略 42.二叉排序树 43.二叉树 44. 前序 45.(1)先根次序（2）中根次序46.双亲的右子树中最左下的叶子结点47.2 48.(n+1)/2 49.31（x的后继是经x的双亲y的右子树中最左下的叶结点） 50.(1)前驱 (2)后 继 51.(1)1 (2)y^.lchild (3)0 (4)x (5)1 (6) y (7)x(编者注：本题按 中序线索化) 52.带权路径长度最小的二叉树，又称最优二叉树 53.69 54.(1)6 (2)261 55.(1)80 (2)001（不唯一）56.2n0-1 57.本题①是表达式求值，②是在二叉排序树中删除值为x的结点。首先查找x，若没有x， 则结束。否则分成四种情况讨论：x结点有左右子树；只有左子树；只有右子树和本身是叶 子。 (1)Postoder_eval(t^.Lchild) (2) Postorder_eval(t^.Rchild) (3)ERROR(无此运 算符)(4)A (5)tempA^.Lchild (6)tempA=NULL(7)q^.Rchild (8)q (9)tempA^.Rchild (10)tempA^.Item 实验6 实验目的： 1、掌握二叉树的所有算法 2、熟悉计算机英语和术语 实验步骤： 1、二叉树算法的模拟 2、完型填空 3、翻译 具体要求： 一、设计一个完整的程序，实现二叉树的各种算法 要求：/*用函数实现如下二叉排序树算法： （1）插入新结点 （2）前序、中序、后序遍历二叉树 （3）中序遍历的非递归算法 （4）层次遍历二叉树 （5）在二叉树中查找给定关键字(函数返回值为成功1,失败0) （6）交换各结点的左右子树 （7）求二叉树的深度 （8）叶子结点数 输入： 第一行：准备建树的结点个数n 第二行：输入n个整数，用空格分隔 第三行：输入待查找的关键字 第四行：输入待查找的关键字 第五行：输入待插入的关键字 输出： 第一行：二叉树的先序遍历序列 第二行：二叉树的中序遍历序列 第三行：二叉树的后序遍历序列 第四行：查找结果 第五行：查找结果 第六行~第八行：插入新结点后的二叉树的先、中、序遍历序列第九行：插入新结点后的二叉树的中序遍历序列(非递归算法) 代码： #include "stdio.h" #include "malloc.h" #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define INFEASIBLE -1 #define OVERFLOW -2 typedef int Status; typedef int KeyType; #define STACK_INIT_SIZE 100 // 存储空间初始分配量 #define STACKINCREMENT 10 // 存储空间分配增量 #define MAXQSIZE 100 typedef int ElemType; typedef struct BiTNode{ ElemType data; struct BiTNode *lchild,*rchild;//左右孩子指针 } BiTNode,*BiTree; Status SearchBST(BiTree T,KeyType key,BiTree f,BiTree &p) { if(!T){p=f;return FALSE;} else if(key==T->data){p=T;return TRUE;} else if(key 树与二叉树 一.选择题 1.假定在一棵二叉树中，双分支结点数为15，单分支结点数为30个，则叶子结 点数为（）个。 A．15B．16C．17D．47 2.按照二叉树的定义，具有3个结点的不同形状的二叉树有（）种。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 3.按照二叉树的定义，具有3个不同数据结点的不同的二叉树有（）种。 A. 5 B. 6 C. 30 D. 32 4.深度为5的二叉树至多有（）个结点。1 A. 16 B. 32 C. 31 D. 10 5.设高度为h的二叉树上只有度为0和度为2的结点，则此类二叉树中所包含的 结点数至少为（）。 A. 2h B. 2h-1 C. 2h+1 D. h+1 6.对一个满二叉树2，m个树叶，n个结点，深度为h，则（）。 A. n=h+m3 B. h+m=2n C. m=h-1 D. n=2 h-1 1深度为n的二叉树结点至多有2n-1 2满二叉树是除最后一层无任何子节点外，每一层上的所有结点都有两个子结点的二叉树7.任何一棵二叉树的叶结点在先序.中序和后序遍历序列中的相对次序（）。 A.不发生改变 B.发生改变 C.不能确定 D.以上都不对 8.如果某二叉树的前根次序遍历结果为stuwv，中序遍历为uwtvs，那么该二叉 树的后序为（）。 A. uwvts B. vwuts C. wuvts D. wutsv 9.某二叉树的前序遍历结点访问顺序是abdgcefh，中序遍历的结点访问顺序是 dgbaechf，则其后序遍历的结点访问顺序是（）。 A. bdgcefha B. gdbecfha C. bdgaechf D. gdbehfca 10.在一非空二叉树的中序遍历序列中，根结点的右边（）。 A. 只有右子树上的所有结点 B. 只有右子树上的部分结点 C. 只有左子树上的部分结点 D. 只有左子树上的所有结点 11.树的基本遍历策略可分为先根遍历和后根遍历；二叉树的基本遍历策略可分为 先序遍历.中序遍历和后序遍历。这里，我们把由树转化得到的二叉树4叫做这棵数对应的二叉树。结论（）是正确的。 A.树的先根遍历序列与其对应的二叉树的先序遍历序列相同 B.树的后根遍历序列与其对应的二叉树的后序遍历序列相同 3对于深度为h的满二叉树，n=20+21+…+2h-1=2h-1，m=2h-1。故而n=h+m。 4树转化为二叉树的基本方法是把所有兄弟结点都用线连起来，然后去掉双亲到子女的连线，只留下双亲到第一个子女的连线。因此原来的兄弟关系就变为双亲与右孩子的关系。 1/ 9 数据结构之二叉树 第一篇：数据结构之链表 第二篇：数据结构之栈和队列 在这篇文章里面，我们主要探讨和树相关的话题。 首先，我们来对树进行定义：树是n（n>= 0）个节点的有限集。在任何一个非空树中：（1）有且仅有一个特定的称为“根”的节点；（2）当n>1时，其余节点可分为m（m>0）个互相相关的有限集T1、T2、T3……，其中每一个集合本身又是一棵树，并且称为根的子树。 对于我们这篇文章里讨论的二叉树，它是一种特殊的树形结构，每个节点至多只有两颗子树，并且子树有左右之分，其次序不能随意颠倒。 接下来，我们使用java代码来定义一棵树： 1public class BinNode { 2private int m_Value; 3private BinNode m_Left; 4private BinNode m_Right; 5public void setValue(int m_Value) { 6this.m_Value = m_Value; 7 } 8public int getValue() { 9return m_Value; 10 } 11public void setLeft(BinNode m_Left) { 12this.m_Left = m_Left; 13 } 14public BinNode getLeft() { 15return m_Left; 16 } 17public void setRight(BinNode m_Right) { 18this.m_Right = m_Right; 19 } 20public BinNode getRight() { 21return m_Right; 22 } 23 24public boolean isLeaf() 25 { 26return m_Left == null && m_Right == null; 27 } 28 } 实验报告 课程名称：数据结构实验课程 实验四、串的基本操作练习 一、实验目的 1. 掌握二叉树的存储实现 2. 掌握二叉树的遍历思想 3. 掌握二叉树的常见算法的程序实现 二、实验环境 VC++6.0 三、实验内容 1.输入字符序列，建立二叉树的二叉链表结构。（可以采用先序序列） 2.实现二叉树的先序、中序、后序的递归遍历算法。 3.实现二叉树的先序、中序、后序的非递归遍历算法。 4.求二叉树的高度。 5.求二叉树的结点个数。 6.求二叉树的叶子结点的个数。 四、实验要求： 分别编写实现上述算法的子函数，并编写一个主函数，在主函数中设计一个简单的菜单，分别调用上述子函数。 五、实验步骤和结果 1.打开vc，新建文本，命名二叉树算法，编写代码。 2.编写代码： #include BiTNode *base; BiTNode *top; int stacksize; } SqStack;//栈类型 void InitStack(SqStack *S)//创建二叉树 { S->base=(BiTNode*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(BiTNode)); S->top=S->base; S->stacksize=STACK_INIT_SIZE; } void Push(SqStack *S,BiTNode e)//进栈 { if(S->top - S->base >= S->stacksize)//如果栈空间不足 { S->base=(BiTNode*)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(B iTNode)); S->top=S->base+S->stacksize; S->stacksize+=STACKINCREMENT; } *(S->top)=e; S->top++; } BiTNode Pop(SqStack *S)//出栈 { S->top --; return *S->top; } int StackEmpty(SqStack *S)//判断栈是否非空 { if(S->top == S->base ) return 1; else return 0; } /*---------------------------------------------递归部分-------------------------------------------*/ ******************************* 实验题目：二叉树的操作 实验者信息：班级 13007102,姓名 庞文正，学号 1300710226 实验完成的时间 3:00 ****************************** 一、 实验目的 1, 掌握二叉树链表的结构和二叉树的建立过程。 2, 掌握队列的先进先出的运算原则在解决实际问题中的应用。 3, 进一步掌握指针变量、指针数组、动态变量的含义。 4, 掌握递归程序设计的特点和编程方法。 二、 实验内容 已知以二叉链表作存储结构，试编写按层次遍历二叉树的算法。 （所谓层次遍历，是 指从二叉树的根结点开始从上到下逐层遍历二叉树， 在同一层次中从左到右依次访问各个节 点。）调试程序并对相应的输出作出分析；修改输入数据，预期输出并验证输出的结果。加 深对算法的理解。 三、 算法设计与编码 1. 本实验用到的理论知识 总结本实验用到的理论知识， 实现理论与实践相结合。 总结尽量简明扼要， 并与本次实验密 切相关，最好能加上自己的解释。 本算法要采用一个循环队列 que,先将二叉树根结点入队列，然后退队列，输出该 结点；若它 有左子树，便将左子树根结点入队列； 若它有右子树，便将右子树根结点入队列， 直到队列空为止。因为队列的特点是先进先出，从而达到按层次顺序遍历二叉的目的。 2. 算法概要设计 给出实验的数据结构描述，程序模块、功能及调用关系 #include 浙江大学城市学院实验报告 课程名称数据结构基础 实验项目名称实验十二叉树的基本操作 学生姓名专业班级学号 实验成绩指导老师（签名）日期2014-12-18 一.实验目的和要求 1、掌握二叉树的链式存储结构。 2、掌握在二叉链表上的二叉树操作的实现原理与方法。 3、进一步掌握递归算法的设计方法。 二.实验内容 1、按照下面二叉树二叉链表的存储表示，编写头文件binary_tree.h，实现二叉链表的定义与基本操作实现函数；编写主函数文件test4_1.cpp，验证头文件中各个操作。 二叉树二叉链表存储表示如下： struct BTreeNode { ElemType data; // 结点值域 BTreeNode *lchild , *rchild ; // 定义左右孩子指针 } ; 基本操作如下： ①void InitBTree( BTreeNode *&BT ); //初始化二叉树BT ②void CreateBTree( BTreeNode *&BT, char *a ); //根据字符串a所给出的广义表表示的二叉树建立二叉链表存储结构 ③int EmptyBTree( BTreeNode *BT); //检查二叉树BT是否为空，空返回1，否则返回0 ④int DepthBTree( BTreeNode *BT); //求二叉树BT的深度并返回该值 ⑤int FindBTree( BTreeNode *BT, ElemType x); //查找二叉树BT中值为x的结点，若查找成功返回1，否则返回0 ⑥void PreOrder( BTreeNode *BT); //先序遍历二叉树BT ⑦void InOrder( BTreeNode *BT); //中序遍历二叉树BT ⑧void PostOrder( BTreeNode *BT); //后序遍历二叉树BT 第6章树和二叉树 6.1 知识点概述 树（Tree）形结构是一种很重要的非线性结构，它反映了数据元素之间的层次关系和分支关系。在计算机科学中具有广泛的应用。 1、树的定义 树（Tree）是n（n≥0）个数据元素的有限集合。当n＝0时，称这棵树为空树。在一棵非空树T中： （1）有一个特殊的数据元素称为树的根结点，根结点没有前驱结点。 （2）若n>1，除根结点之外的其余数据元素被分成m（m>0）个互不相交的集合T1，T2，…，Tm，其中每一个集合Ti（1≤i≤m）本身又是一棵树。树T1，T2，…，Tm称为这个根结点的子树。 2、树的基本存储结构 （1）双亲表示法 由于树中的每一个结点都有一个唯一确定的双亲结点，所以我们可用一组连续的 存储空间（即一维数组）存储树中的结点。每个结点有两个域：一个是data域，存放结点信息，另一个是parent域，用来存放双亲的位置(指针)。 （2）孩子表示法 将一个结点所有孩子链接成一个单链表形，而树中有若干个结点，故有若干个单 链表，每个单链表有一个表头结点，所有表头结点用一个数组来描述这种方法通常是把每个结点的孩子结点排列起来，构成一个单链表，称为孩子链表。 （3）双亲孩子表示法 双亲表示法是将双亲表示法和孩子表示法相结合的结果。其仍将各结点的孩子结点分别组成单链表，同时用一维数组顺序存储树中的各结点，数组元素除了包括结点本身的信息和该结点的孩子结点链表的头指针之外，还增设一个域，存储该结点双亲结点在数组中的序号。 （4）孩子兄弟表示法 这种表示法又称为树的二叉表示法，或者二叉链表表示法，即以二叉链表作为树的存储结构。链表中每个结点设有两个链域，分别指向该结点的第一个孩子结点和下一个兄弟（右兄弟）结点。 3、二叉树的定义 二叉树（Binary Tree）是个有限元素的集合，该集合或者为空、或者由一个称为根(root)的元素及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成。当集合为空时，称该二叉树为空二叉树。在二叉树中，一个元素也称作一个结点。 4、满二叉树 定义：在一棵二叉树中，如果所有分支结点都存在左子树和右子树，并且所有叶子结点都在同一层上，这样的一棵二叉树称作满二叉树。 5、完全二叉树 定义：一棵深度为k的有n个结点的二叉树，对树中的结点按从上至下、从左到右的顺序进行编号，如果编号为i（1≤i≤n）的结点与满二叉树中编号为i的结点在二叉树中的位置相同，则这棵二叉树称为完全二叉树。完全二叉树的特点是：叶子结点只能出现在最下层和次下层，且最下层的叶子结点集中在树的左部。 6、二叉树的性质 树是一种比较重要的数据结构，尤其是二叉树。二叉树是一种特殊的树，在二叉树中每个节点最多有两个子节点，一般称为左子节点和右子节点（或左孩子和右孩子），并且二叉树的子树有左右之分，其次序不能任意颠倒。二叉树是递归定义的，因此，与二叉树有关的题目基本都可以用递归思想解决，当然有些题目非递归解法也应该掌握，如非递归遍历节点等等。本文努力对二叉树相关题目做一个较全的整理总结，希望对找工作的同学有所帮助。 二叉树节点定义如下： structBinaryTreeNode { intm_nValue; BinaryTreeNode* m_pLeft; BinaryTreeNode* m_pRight; }; 相关链接： 轻松搞定面试中的链表题目 题目列表： 1. 求二叉树中的节点个数 2. 求二叉树的深度 3. 前序遍历，中序遍历，后序遍历 4.分层遍历二叉树（按层次从上往下，从左往右） 5. 将二叉查找树变为有序的双向链表 6. 求二叉树第K层的节点个数 7. 求二叉树中叶子节点的个数 8. 判断两棵二叉树是否结构相同 9. 判断二叉树是不是平衡二叉树 10. 求二叉树的镜像 11. 求二叉树中两个节点的最低公共祖先节点 12. 求二叉树中节点的最大距离 13. 由前序遍历序列和中序遍历序列重建二叉树 14.判断二叉树是不是完全二叉树 详细解答 1. 求二叉树中的节点个数 递归解法： （1）如果二叉树为空，节点个数为0 （2）如果二叉树不为空，二叉树节点个数= 左子树节点个数+ 右子树节点个数+ 1 参考代码如下： 1.int GetNodeNum(BinaryTreeNode * pRoot) 2.{ 3.if(pRoot == NULL) // 递归出口 4.return 0; 5.return GetNodeNum(pRoot->m_pLeft) + GetNodeNum(pRoot->m_pRight) + 1; 6.}数据结构中二叉树中序遍历的教学分析
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