二叉树是什么?二叉树的最小元素数目怎么求?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/02 01:41:05

二叉树的概念
二叉树是一种很重要的非线性数据结构,它的特点是每个结点最多有两个后件,且其子树有左右之分(次序不能任意颠倒)。
1、二叉树的递归定义和基本形态
二叉树是以结点为元素的有限集,它或者为空,或者满足以下条件:
⑴有一个特定的结点称为根;
⑵余下的结点分为互不相交的子集L和R,其中R是根的左子树;L是根的右子树;L和R又是二叉树;
由上述定义可以看出,二叉树和树是两个不同的概念
⑴树的每一个结点可以有任意多个后件,而二叉树中每个结点的后件不能超过2;
⑵树的子树可以不分次序(除有序树外);而二叉树的子树有左右之分。我们称二叉树中结点的左后件为左儿子,右后件为右儿子。
2、二叉树的两个特殊形态
⑴满二叉树: 如果一棵二叉树的任何结点,或者是树叶,或者恰有两棵非空子树,则此二叉树称作满二叉树。可以验证具有n个叶结点的满二叉树共有2n-1个结点。
⑵完全二叉树:如果一棵二叉树最多只有最下面两层结点度数可以小于2,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置上,则称此二叉树为完全二叉树
3、二叉树的三个主要性质
性质1:在二叉树的第i(≥1)层上,最多有2i-1个 结点
证明:我们采用数学归纳法证明:当i=1时只有一个根结点,即2i-1=20=1,结论成立。假设第k(i=k)层上最多有2k-1个结点,考虑i=k+1。由归纳假设,在二叉树第k层上最多有2k-1个结点,而每一个结点最多有两个子结点,因此在第k+1层上最多有2.2k-1=2(k+1)-1=2i,结论成立。综上所述,性质1成立。
性质2:在深度为k(k≥1)的二叉树中最多有2k-1个 结点。
证明:由性质1,在二叉树第i层上最多有2i-1个结点,显然,第1层¨第k层的最多结点数为 个结点。证毕。
性质3:在任何二叉树中,叶子结点数总比度为2的结点多1。
证明:设n0为二叉树的叶结点数;n1为二叉树中度为1的结点数;n2为二叉树中度为2的结点数,显然n=n0+n1+n2 (1)
由于二叉树中除了根结点外,其余每个结点都有且仅有一个前件。设 b为二叉树的前件个数,n=b+1(2