数据结构二叉树教学.pptx

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1、6.1 树的类型定义树的类型定义6.2 6.2 二叉树的类型定义二叉树的类型定义6.3 二叉树的存储结构二叉树的存储结构6.4 二叉树的遍历二叉树的遍历6.5 线索二叉树线索二叉树6.6 树和森林的表示方法树和森林的表示方法6.7 树和森林的遍历树和森林的遍历6.8 哈夫曼树与哈夫曼编码哈夫曼树与哈夫曼编码第1页/共151页6.1 树的类型定义树的类型定义第2页/共151页数据对象数据对象 D：D是具有相同特性的数据元素的集合。是具有相同特性的数据元素的集合。若若D为空集，则称为空树；为空集，则称为空树；否则否则:(1)在在D中存在唯一的称为根的数据元素中存在唯一的称为根的数据元素root,(

2、2)当当n1时，其余结点可分为时，其余结点可分为m(m0)个互个互 不相交的有限集不相交的有限集T1,T2,Tm,其中每一其中每一 棵子集本身又是一棵符合本定义的树，棵子集本身又是一棵符合本定义的树，称为根称为根root的子树。的子树。数据关系数据关系 R：第3页/共151页 基本操作：基本操作：查查 找找 类类 插插 入入 类类删删 除除 类类第4页/共151页 Root(T)/求树的根结点求树的根结点 查找类：查找类：Value(T,cur_e)/求当前结点的元素值求当前结点的元素值 Parent(T,cur_e)/求当前结点的双亲结点求当前结点的双亲结点LeftChild(T,cur_e

3、)/求当前结点的最左孩子求当前结点的最左孩子 RightSibling(T,cur_e)/求当前结点的右兄弟求当前结点的右兄弟TreeEmpty(T)/判定树是否为空树判定树是否为空树 TreeDepth(T)/求树的深度求树的深度TraverseTree(T,Visit()/遍历遍历第5页/共151页InitTree(&T)/初始化置空树初始化置空树 插入类：插入类：CreateTree(&T,definition)/按定义构造树按定义构造树Assign(T,cur_e,value)/给当前结点赋值给当前结点赋值InsertChild(&T,&p,i,c)/将以将以c为根的树插入为结点为根的

4、树插入为结点p的第的第i棵子树棵子树第6页/共151页 ClearTree(&T)/将树清空将树清空 删除类：删除类：DestroyTree(&T)/销毁树的结构销毁树的结构DeleteChild(&T,&p,i)/删除结点删除结点p的第的第i棵子树棵子树第7页/共151页ABCDEFGHIJMKLA()T1T3T2树根例如例如:B(E,F(K,L),C(G),D(H,I,J(M)第8页/共151页()有确定的根；()树根和子树根之间为有向关系。有向树：有向树：有序树：有序树：子树之间存在确定的次序关系。无序树：无序树：子树之间不存在确定的次序关系。第9页/共151页基基 本本 术术 语语第1

5、0页/共151页结点结点:结点的度结点的度:树的度树的度:叶子结点叶子结点:分支结点分支结点:数据元素+若干指向子树的分支分支的个数树中所有结点的度的最大值度为零的结点度大于零的结点DHIJM第11页/共151页(从根到结点的)路径路径：孩子孩子结点、双亲双亲结点、兄弟兄弟结点、堂兄弟祖先祖先结点、子孙子孙结点结点的层次结点的层次:树的深度：树的深度：由从根根到该结点所经分支和结点构成ABCDEFGHIJMKL假设根结点的层次为1,第l 层的结点的子树根结点的层次为l+1树中叶子结点所在的最大层次第12页/共151页任何一棵非空树是一个二元组 Tree=（root，F）其中：其中：root 被

6、称为根结点，F 被称为子树森林森林：森林：是 m（m0）棵互不相交的树的集合ArootBEFKLCGDHIJMF第13页/共151页对比对比树型结构树型结构和和线性结构线性结构的结构特点的结构特点第14页/共151页线性结构线性结构树型结构树型结构第一个数据元素第一个数据元素 (无前驱无前驱)根结点根结点 (无前驱无前驱)最后一个数据元素最后一个数据元素 (无后继无后继)多个叶子结点多个叶子结点 (无后继无后继)其它数据元素其它数据元素(一个前驱、一个前驱、一个后继一个后继)其它数据元素其它数据元素(一个前驱、一个前驱、多个后继多个后继)第15页/共151页6.2 二叉树的类型定义二叉树的类型

7、定义第16页/共151页 二叉树或为空树空树；或是由一个根结根结点点加上两棵两棵分别称为左子树左子树和右子树的、互不交的互不交的二叉树二叉树组成。ABCDEFGHK根结点左子树右子树EF第17页/共151页二叉树的五种基本形态：二叉树的五种基本形态：N空树空树只含根结点只含根结点NNNLRR右子树为空树右子树为空树L左子树为空树左子树为空树左右子树均不左右子树均不为空树为空树第18页/共151页 二叉树的主要基本操作二叉树的主要基本操作：查查 找找 类类插插 入入 类类删删 除除 类类第19页/共151页 Root(T);Value(T,e);Parent(T,e);LeftChild(T,e

8、);RightChild(T,e);LeftSibling(T,e);RightSibling(T,e);BiTreeEmpty(T);BiTreeDepth(T);PreOrderTraverse(T,Visit();InOrderTraverse(T,Visit();PostOrderTraverse(T,Visit();LevelOrderTraverse(T,Visit();第20页/共151页 InitBiTree(&T);Assign(T,&e,value);CreateBiTree(&T,definition);InsertChild(T,p,LR,c);第21页/共151页Cl

9、earBiTree(&T);DestroyBiTree(&T);DeleteChild(T,p,LR);第22页/共151页二叉树二叉树的重要特性的重要特性第23页/共151页 性质性质 1：在二叉树的第 i 层上至多有2i-1 个结点。(i1)用归纳法用归纳法证明证明：归纳基归纳基：归纳假设：归纳假设：归纳证明：归纳证明：i=1 层时，只有一个根结点，2i-1=20=1；假设对所有的 j，1 j i，命题成立;二叉树上每个结点至多有两棵子树，则第 i 层的结点数=2i-2 2=2i-1。第24页/共151页性质性质 2：深度为 k 的二叉树上至多含 2k-1 个结点（k1）证明：证明：基于上

10、一条性质，深度为 k 的二叉树上的结点数至多为 20+21+2k-1=2k-1 第25页/共151页 性质性质 3：对任何一棵二叉树，若它含有n0 个叶子结点、n2 个度为 2 的结点，则必存在关系式：n0=n2+1证明：证明：设设 二叉树上结点总数 n=n0+n1+n2又又 二叉树上分支总数 b=n1+2n2而 b=n-1=n0+n1+n2-1由此，由此，n0=n2+1第26页/共151页两类两类特殊特殊的二叉树：的二叉树：满二叉树满二叉树：指的是深度为k且含有2k-1个结点的二叉树。完全二叉树完全二叉树：树中所含的 n 个结点和满二叉树中编号为编号为 1 至至 n 的结点的结点一一对应。1

11、23456789 10 11 12 13 14 15abcdefghij第27页/共151页 性质性质 4：具有 n 个结点的完全二叉树的深度深度为 log2n +1证明：证明：设设 完全二叉树的深度为 k 则根据第二条性质得 2k-1 n 2k 即 k-1 log2 n n，则该结点无左孩子，否则，编号为 2i 的结点为其左孩子左孩子结点；(3)若 2i+1n，则该结点无右孩子结点，否则，编号为2i+1 的结点为其右孩子右孩子结点。第29页/共151页6.3 二叉树的存储结构二叉树的存储结构二、二叉树的链式二、二叉树的链式 存储表示存储表示一、一、二叉树的顺序二叉树的顺序 存储表示存储表示第

12、30页/共151页#define MAX_TREE_SIZE 100 /二叉树的最大结点数typedef TElemType SqBiTreeMAX_TREE_SIZE;/0号单元存储根结点SqBiTree bt;一、一、二叉树的顺序存储表示二叉树的顺序存储表示第31页/共151页例如例如:A B D C E F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13ABCDEF1401326第32页/共151页二、二叉树的链式存储表示二、二叉树的链式存储表示1.1.二叉链表二叉链表2三叉链表三叉链表3 3双亲链表双亲链表4线索链表线索链表第33页/共151页ADEBCF rootlc

13、hild data rchild结点结构结点结构:1.1.二叉链表二叉链表第34页/共151页typedef struct BiTNode /结点结构结点结构 TElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild;/左右孩子指针 BiTNode,*BiTree;lchild data rchild结点结构结点结构:C 语言的类型描述如下语言的类型描述如下:第35页/共151页rootADEBCF 2三叉链表三叉链表parent lchild data rchild结点结构结点结构:第36页/共151页 typedef struct TriTNode /结点

14、结构结点结构 TElemType data;struct TriTNode *lchild,*rchild;/左右孩子指针 struct TriTNode *parent;/双亲指针 TriTNode,*TriTree;parent lchild data rchild结点结构结点结构:C 语言的类型描述如下语言的类型描述如下:第37页/共151页结点结构结点结构:3 3双亲链表双亲链表 data parentABDCEF0B41D42C03E14A-15F36LRTagLRRRL根根第38页/共151页 typedef struct BPTNode /结点结构结点结构 TElemType d

15、ata;int *parent;/指向双亲的指针 char LRTag;/左、右孩子标志域 BPTNode typedef struct BPTree/树结构树结构 BPTNode nodesMAX_TREE_SIZE;int num_node;/结点数目 int root;/根结点的位置 BPTree第39页/共151页6.4二叉树的遍历二叉树的遍历第40页/共151页一、问题的提出一、问题的提出二、先左后右的遍历算法二、先左后右的遍历算法三、算法的递归描述三、算法的递归描述四、中序遍历算法的非递归描述四、中序遍历算法的非递归描述四四、遍历算法的应用举例遍历算法的应用举例第41页/共151页

16、 顺着某一条搜索路径巡访巡访二叉树中的结点，使得每个结点均被访问一均被访问一次次，而且仅被访问一次仅被访问一次。一、问题的提出一、问题的提出“访问访问”的含义可以很广，如：输出结点的信息等。第42页/共151页 “遍历遍历”是任何类型均有的操作，对线性结构而言，只有一条搜索路径(因为每个结点均只有一个后继)，故不需要另加讨论。而二叉树是非线性结构，每个结点有两个后继每个结点有两个后继，则存在如何遍历存在如何遍历即按什么样的搜索搜索路径路径进行进行遍历的问题。第43页/共151页 对对“二叉树二叉树”而言，可以有三条搜索路径：而言，可以有三条搜索路径：1先上后下先上后下的按层次遍历；2先先左左（

17、子树）后后右右（子树）的遍历；3先先右右（子树）后后左左（子树）的遍历。第44页/共151页二、先左后右的遍历算法二、先左后右的遍历算法先先（根）序的遍历算法中中（根）序的遍历算法后后（根）序的遍历算法根左子树右子树根根根根根第45页/共151页 若二叉树为空树，则空操作；否则，（1）访问根结点；（2）先序遍历左子树；（3）先序遍历右子树。先（根）序的遍历算法：先（根）序的遍历算法：第46页/共151页 若二叉树为空树，则空操作；否则，（1）中序遍历左子树；（2）访问根结点；（3）中序遍历右子树。中（根）序的遍历算法：中（根）序的遍历算法：第47页/共151页 若二叉树为空树，则空操作；否则，

18、（1）后序遍历左子树；（2）后序遍历右子树；（3）访问根结点。后（根）序的遍历算法：后（根）序的遍历算法：第48页/共151页ABCDEFGHK例如：先序序列：先序序列：中序序列：中序序列：后序序列：后序序列：A B C D E F G H KB D C A E H G K FD C B H K G F E A第49页/共151页三、算法的递归描述三、算法的递归描述void Preorder(BiTree T,void(*visit)(TElemType&e)/先序遍历二叉树 if(T)visit(T-data);/访问结点 Preorder(T-lchild,visit);/遍历左子树 Pr

19、eorder(T-rchild,visit);/遍历右子树 第50页/共151页四、中序遍历算法的非递归描述四、中序遍历算法的非递归描述有两种分析(描述)方法:一、“任务书”分析方法二、“路径”分析方法第51页/共151页在写算法之前首先需定义栈的元素类型。typedeftypedef enum Travel,Visit TaskType;/Travel=1:遍历，/Visit=0:访问 typedef struct typedef struct BiTree ptr;/指向根结点的指针 TaskType task;/任务性质 ElemType;“遍历二叉树遍历二叉树”包括三项子任务:“遍历左

20、子树”“遍历右子树”“访问根结点”第52页/共151页voidvoid InOrder_iter(BiTree BT)/利用栈实现中序遍历二叉树，T为指向二叉树的根结点的头指针 InitStack(S);e.ptr=BT;e.task=Travel;ifif(T)Push(S,e);/布置初始任务 whilewhile(!StackEmpty(S)Pop(S,e);/每次处理一项任务 if if(e.task=Visit)visit(e.ptr);/处理访问任务 elseelse ifif(!e.ptr)/处理非空树的遍历任务 p=e.ptr;e.ptr=p-rchild;Push(S,e);

21、/最不迫切任务进栈 e.ptr=p;e.task=Visit;Push(S,e);e.ptr=p-lchild;e.task=Travel;Push(S,e);/if /while/InOrder_iter第53页/共151页void Inorder_I(BiTree T,void(*visit)(TelemType&e)Stack*S;t=GoFarLeft(T,S);/找到最左下的结点 while(t)visit(t-data);if(t-rchild)else if(!StackEmpty(S)t=Pop(S);/退栈 else t=NULL;/栈空表明遍历结束 /while/Inord

22、er_I t=GoFarLeft(t-rchild,S);第54页/共151页BiTNode*GoFarLeft(BiTree T,Stack*S)if(!T)return NULL;while(T-lchild)Push(S,T);T=T-lchild;return T;第55页/共151页四四、遍历算法的应用举例遍历算法的应用举例2、统计二叉树中叶子结点的个数、统计二叉树中叶子结点的个数3、求二叉树的深度、求二叉树的深度(后序遍历后序遍历)4、复制二叉树、复制二叉树(后序遍历后序遍历)5 5、建立二叉树的存储结构、建立二叉树的存储结构1、查询二叉树中某个结点、查询二叉树中某个结点第56页/

23、共151页1.在二叉树不空的前提下,和根结点的元素进行比较,若相等,则找到返回 TRUE;2.否则在左子树中进行查找,若找到,则返回 TRUE;3.否则继续在右子树中进行查找,若找到,则返回 TRUE,否则返回 FALSE;第57页/共151页Status Preorder(BiTree T,ElemType x,BiTree&p)/若二叉树中存在和若二叉树中存在和 x 相同的元素，则相同的元素，则 p p 指向该结点并返回指向该结点并返回 OK,/否则返回否则返回 FALSE if(T)if(T-data=x)p=T;return OK,/if else return FALSE;else

24、if(Preorder(T-lchild,x,p)return OK;else return(Preorder(T-rchild,x,p);/else第58页/共151页2、统计二叉树中叶子结点的个数、统计二叉树中叶子结点的个数算法基本思想算法基本思想:先序(或中序或后序)遍历二叉树，在遍历过程中查找叶子结点，并计数。由此，需在遍历算法中增添一个需在遍历算法中增添一个“计数计数”的参数，的参数，并将算法中“访问结点”的操作改为:若是叶子，则计数器增若是叶子，则计数器增1 1。第59页/共151页void CountLeaf(BiTree T,int&count)if(T)if(!T-lchil

25、d)&(!T-rchild)count+;/对叶子结点计数 CountLeaf(T-lchild,count);CountLeaf(T-rchild,count);/if/CountLeaf第60页/共151页int CountLeaf(BiTree T)/返回指针T所指二叉树中所有叶子结点个数 if(!T)return 0;if(!T-lchild&!T-rchild)return 1;else m=CountLeaf(T-lchild);n=CountLeaf(T-rchild);return(m+n);/else/CountLeaf第61页/共151页int Count(BiTree T

26、)/返回指针T所指二叉树中所有结点个数 if(!T)return 0;if(!T-lchild&!T-rchild)return 1;else m=Count(T-lchild);n=Count(T-rchild);return(m+n+1);/else/CountLeaf第62页/共151页3、求二叉树的深度、求二叉树的深度(后序遍历后序遍历)算法基本思想算法基本思想:从二叉树深度的定义可知，二叉树的深度应为其左、右子树深度的最大值加二叉树的深度应为其左、右子树深度的最大值加1 1。由此，需先分别求得左、右子树的深度，需先分别求得左、右子树的深度，算法中“访问结点”的操作为:求得左、求得左、

27、右子树深度的最大值，然后加右子树深度的最大值，然后加 1 1。首先分析二叉树的深度二叉树的深度和它的左左、右子树深度右子树深度之间的关系。第63页/共151页int Depth(BiTree T)/返回二叉树的深度 if(!T)depthval=0;else depthLeft=Depth(T-lchild);depthRight=Depth(T-rchild);depthval=1+(depthLeft depthRight?depthLeft:depthRight);return depthval;第64页/共151页void Depth(BiTree T,int level,int&dv

28、al)if(T)if(leveldval)dval=level;Depth(T-lchild,level+1,dval);Depth(T-rchild,level+1,dval);/调用之前 level 的初值为 1。/dval 的初值为 0.第65页/共151页4、复制二叉树、复制二叉树其基本操作为其基本操作为:生成一个结点。生成一个结点。根元素根元素T左子树左子树右子树右子树根元素根元素NEWT左子树左子树右子树右子树左子树左子树右子树右子树(后序遍历后序遍历)第66页/共151页BiTNode*GetTreeNode(TElemType item,BiTNode*lptr,BiTNode

29、*rptr)if(!(T=new BiTNode)exit(1);T-data=item;T-lchild=lptr;T-rchild=rptr;return T;生成一个二叉树的结点生成一个二叉树的结点(其数据域为其数据域为item,左指针域为左指针域为lptr,右指针域为右指针域为rptr)第67页/共151页BiTNode*CopyTree(BiTNode*T)if(!T)return NULL;if(T-lchild)newlptr=CopyTree(T-lchild);/复制左子树 else newlptr=NULL;if(T-rchild)newrptr=CopyTree(T-rc

30、hild);/复制右子树 else newrptr=NULL;newT=GetTreeNode(T-data,newlptr,newrptr);return newT;/CopyTree第68页/共151页ABCDEFGHK D C H K G A例如例如:下列二叉树的复制过程如下下列二叉树的复制过程如下:newT F B E 第69页/共151页5 5、建立二叉树的存储结、建立二叉树的存储结构构不同的定义方法相应有不同的存储结构的建立算法第70页/共151页 以字符串的形式以字符串的形式 “根根 左子树左子树 右子树右子树”定义一棵二叉树定义一棵二叉树例如例如:以空白字符“”表示ABCDA(

31、B(,C(,),D(,)空树空树只含一个根结点的二叉树只含一个根结点的二叉树A以字符串“A ”表示以下列字符串表示第71页/共151页Status CreateBiTree(BiTree&T)scanf(&ch);if(ch=)T=NULL;else if(!(T=new BiTNode)exit(OVERFLOW);T-data=ch;/生成根结点 CreateBiTree(T-lchild);/构造左子树 CreateBiTree(T-rchild);/构造右子树 return OK;/CreateBiTree第72页/共151页A B C D A BCD上页算法执行过程举例如下:ATBC

32、Dscanf(&ch);if(ch=)T=NULL;else if(!(T=new BiTNode)exit(OVERFLOW);T-data=ch;CreateBiTree(T-lchild);CreateBiTree(T-rchild);第73页/共151页 按给定的表达式建相应二叉树按给定的表达式建相应二叉树 由先缀表示式建树由先缀表示式建树例如：已知表达式的先缀表示式 -+-+a b c/d e 由原表达式建树由原表达式建树例如：已知表达式(a+b)c d/e d/e第74页/共151页对应先缀表达式 -+-+a b c/d e的二叉树的二叉树abcde-+/特点特点：操作数为叶子叶子

33、结点，运算符为分支分支结点第75页/共151页scanf(&ch);if(In(ch,字母集)建叶子结点;else 建根结点;递归建左子树;递归建右子树;由先缀表示式建树的算法的基本操作：由先缀表示式建树的算法的基本操作：第76页/共151页a+b(a+b)c d/e d/ea+bc 分析表达式和二叉树的关系分析表达式和二叉树的关系:abbac+abc(a+b)c/deabc+-第77页/共151页基本操作基本操作:scanf(&ch);if(In(ch,字母集)建叶子结点;暂存;else if (In(ch,运算符集)和前一个运算符比较优先数;若当前的优先数“高”，则暂存;否则建子树;第78

34、页/共151页void CrtExptree(BiTree&T,char exp)InitStack(S);Push(S,#);InitStack(PTR);p=exp;ch=*p;while(!(GetTop(S)=#&ch=#)if(!IN(ch,OP)CrtNode(t,ch);/建叶子结点并入栈 else if(ch!=#)p+;ch=*p;/while Pop(PTR,T);/CrtExptree 第79页/共151页switch(ch)case(:Push(S,ch);break;case):Pop(S,c);while(c!=()CrtSubtree(t,c);/建二叉树并入建二

35、叉树并入栈栈 Pop(S,c)break;defult:/switch 第80页/共151页while(!Gettop(S,c)&(precede(c,ch)CrtSubtree(t,c);Pop(S,c);if(ch!=#)Push(S,ch);break;第81页/共151页建叶子结点的算法为：void CrtNode(BiTree&T,char ch)if(!(T=new BiTNode)exit(OVERFLOW);T-data=char;T-lchild=T-rchild=NULL;Push(PTR,T);第82页/共151页建子树的算法为：void CrtSubtree(Bitre

36、e&T,char c)if(!(T=new BiTNode)exit(OVERFLOW);T-data=c;Pop(PTR,rc);T-rchild=rc;Pop(PTR,lc);T-lchild=lc;Push(PTR,T);第83页/共151页 仅知二叉树的先序序列“abcdefg”不能唯一确定一棵二叉树，由二叉树的先序和中序序列建树由二叉树的先序和中序序列建树 如果同时已知二叉树的中序序列“cbdaegf”,则会如何？二叉树的先序序列二叉树的中序序列左子树左子树右子树右子树根根第84页/共151页a b c d e f gc b d a e g f例如例如:aab bccddeeffgg

37、abcdefg先序序列中序序列第85页/共151页void CrtBT(BiTree&T,char pre,char ino,int ps,int is,int n)/已知preps.ps+n-1为二叉树的先序序列，/insis.is+n-1为二叉树的中序序列，本算 /法由此两个序列构造二叉链表 if(n=0)T=NULL;else k=Search(ino,preps);/在中序序列中查询 if(k=-1)T=NULL;else /CrtBT 第86页/共151页if(!(T=new BiTNode)exit(OVERFLOW);T-data=preps;if(k=is)T-Lchild=N

38、ULL;else CrtBT(T-Lchild,pre,ino,ps+1,is,k-is);if(k=is+n-1)T-Rchild=NULL;else CrtBT(T-Rchild,pre,ino,ps+1+(k-is),k+1,n-(k-is)-1);第87页/共151页6.5线索二叉树线索二叉树 何谓线索二叉树？何谓线索二叉树？线索链表的遍历算法线索链表的遍历算法 如何建立线索链表？如何建立线索链表？第88页/共151页一、何谓线索二叉树何谓线索二叉树？遍历二叉树的结果是，求得结点的一个线性序列。ABCDEFGHK例如:先序先序序列:A B C D E F G H K中序中序序列:B D

39、 C A H G K F E后序后序序列:D C B H K G F E A第89页/共151页指向该线性序列中的“前驱”和 “后继”的指针指针，称作“线线索索”与其相应的二叉树，称作“线索二叉树线索二叉树”包含“线索”的存储结构，称作“线索线索链表链表”A B C D E F G H K D C B E 第90页/共151页对对线索链表线索链表中结点的约定：中结点的约定：在二叉链表的结点中增加两个标志域增加两个标志域，并作如下规定：若该结点的左子树不空，若该结点的左子树不空，则Lchild域的指针指向其左子树，且左标志域的值为“指针 Link”；否则，Lchild域的指针指向其“前驱”，且左

40、标志的值为“线索 Thread”。第91页/共151页若该结点的右子树不空，若该结点的右子树不空，则rchild域的指针指向其右子树，且右标志域的值为“指针 Link”；否则，rchild域的指针指向其“后继”，且右标志的值为“线索 Thread”。如此定义的二叉树的存储结构称作如此定义的二叉树的存储结构称作“线索链表线索链表”第92页/共151页typedef struct BiThrNod TElemType data;struct BiThrNode *lchild,*rchild;/左右指针 PointerThr LTag,RTag;/左右标志 BiThrNode,*BiThrTree

41、;线索链表的类型描述：typedef enum Link,Thread PointerThr;/Link=0:指针，Thread=1:线索第93页/共151页二、线索链表的遍历算法二、线索链表的遍历算法:for(p=firstNode(T);p;p=Succ(p)Visit(p);由于在线索链表中添加了遍历中得到的“前驱”和“后继”的信息，从而简化了遍历的算法。第94页/共151页例如例如:对中序线索化链表的遍历算法对中序线索化链表的遍历算法 中序遍历的第一个结点中序遍历的第一个结点？在中序线索化链表中结点的后继在中序线索化链表中结点的后继？左子树上处于“最左下最左下”（没有左子树）的结点若若

42、无右子树，则为则为后继线索后继线索所指结点否则为否则为对其右子树右子树进行中序遍历遍历时访问的第一个结点第一个结点第95页/共151页void InOrderTraverse_Thr(BiThrTree T,void(*Visit)(TElemType e)p=T-lchild;/p指向根结点 while(p!=T)/空树或遍历结束时，p=T while(p-LTag=Link)p=p-lchild;/第一个结点 while(p-RTag=Thread&p-rchild!=T)p=p-rchild;Visit(p-data);/访问后继结点 p=p-rchild;/p进至其右子树根 /InOr

43、derTraverse_Thr第96页/共151页 在中序遍历过程中修改结点的在中序遍历过程中修改结点的左、右指针域，以保存当前访问结左、右指针域，以保存当前访问结点的点的“前驱前驱”和和“后继后继”信息。遍历过信息。遍历过程中，附设指针程中，附设指针pre,并始终保持指并始终保持指针针pre指向当前访问的、指针指向当前访问的、指针p所指所指结点的前驱。结点的前驱。三、如何建立线索链表？三、如何建立线索链表？第97页/共151页void InThreading(BiThrTree p)if(p)/对以p为根的非空二叉树进行线索化 InThreading(p-lchild);/左子树线索化 if

44、(!p-lchild)/建前驱线索 p-LTag=Thread;p-lchild=pre;if(!pre-rchild)/建后继线索 pre-RTag=Thread;pre-rchild=p;pre=p;/保持 pre 指向 p 的前驱 InThreading(p-rchild);/右子树线索化 /if/InThreading第98页/共151页Status InOrderThreading(BiThrTree&Thrt,BiThrTree T)/构建中序线索链表 if(!(Thrt=new BiThrNode)exit(OVERFLOW);Thrt-LTag=Link;Thrt-RTag=T

45、hread;Thrt-rchild=Thrt;/添加头结点 return OK;/InOrderThreading 第99页/共151页if(!T)Thrt-lchild=Thrt;else Thrt-lchild=T;pre=Thrt;InThreading(T);pre-rchild=Thrt;/处理最后一个结点 pre-RTag=Thread;Thrt-rchild=pre;第100页/共151页 6.6 树和森林 的表示方法第101页/共151页树的三种存储结构树的三种存储结构一、一、双亲表示法双亲表示法二、二、孩子链表表示法孩子链表表示法三、三、树的二叉链表树的二叉链表(孩子孩子-兄

46、弟）兄弟）存储表示法存储表示法第102页/共151页ABCDEFGr=0n=60 A -11 B 02 C 03 D 04 E 2 5 F 26 G 5data parent一、双亲表示法一、双亲表示法:第103页/共151页 typedef struct PTNode Elem data;int parent;/双亲位置域 PTNode;data parent#define MAX_TREE_SIZE 100结点结构结点结构:C语言的类型描述语言的类型描述:第104页/共151页typedef struct PTNode nodes MAX_TREE_SIZE;int r,n;/根结点的位置

47、和结点个数 PTree;树结构树结构:第105页/共151页r=0n=6 data firstchildABCDEFG0 A -11 B 02 C 03 D 04 E 25 F 26 G 464 5 1 2 3二、孩子链表表示法二、孩子链表表示法:-1 0 0 0 2 2 4第106页/共151页typedef struct CTNode int child;struct CTNode*nextchild;*ChildPtr;孩子结点结构孩子结点结构:child nextchildC语言的类型描述语言的类型描述:第107页/共151页 typedef struct Elem data;Chil

48、dPtr firstchild;/孩子链的头指针 CTBox;双亲结点结构双亲结点结构 data firstchild第108页/共151页typedef struct CTBox nodesMAX_TREE_SIZE;int n,r;/结点数和根结点的位置 CTree;树结构树结构:第109页/共151页ABCDEFGroot AB C E D F G AB C E D F G 三、树的二叉链表三、树的二叉链表(孩子孩子-兄弟）存储表示法兄弟）存储表示法root第110页/共151页typedef struct CSNode Elem data;struct CSNode *firstchi

49、ld,*nextsibling;CSNode,*CSTree;C语言的类型描述语言的类型描述:结点结构结点结构:firstchild data nextsibling第111页/共151页 森林和二叉树的对应关系森林和二叉树的对应关系设设森林森林 F=(T1,T2,Tn);T1=(root，t11,t12,t1m);二叉树二叉树 B=(LBT,Node(root),RBT);第112页/共151页由森林转换成二叉树由森林转换成二叉树的转换规则为:若 F=，则 B=;由 ROOT(T1)对应得到Node(root);否则，由(t11,t12,t1m)对应得到 LBT;由(T2,T3,Tn)对应得

50、到 RBT。第113页/共151页由二叉树转换为森林由二叉树转换为森林的转换规则为:由LBT 对应得到(t11,t12,，t1m);若 B=,则 F=;否则，由 Node(root)对应得到 ROOT(T1);由RBT 对应得到(T2,T3,Tn)。第114页/共151页T1T11,T12,T1mT2,TnLBTRBTroot第115页/共151页 由此，树和森林的各种操作均可与二叉树的各种操作相对应。应当注意的是，应当注意的是，和树对应的二叉树，其左、右子树的概念已改变为：左是孩子，右是兄弟左是孩子，右是兄弟第116页/共151页6.7树和森林的遍历树和森林的遍历第117页/共151页一、树