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五、树与二叉树

本章导览

共 4 个小节:树和森林、二叉树、哈夫曼树、并查集

五、树与二叉树 · 章节总览

本章重点

  • 树是一对多层次结构;一般树用双亲 / 孩子 / 孩子兄弟表示
  • 二叉树为核心:满 / 完全 / BST / AVL,遍历是基础
  • 应用:哈夫曼树(编码压缩)、并查集

树和森林

树和森林

关键点

  • 树 = n 个结点的有限集;结点数 = 总度数 + 1
  • 区分层次(深度,上往下)与高度(下往上)
  • 存储:双亲 / 孩子 / 孩子兄弟(可转二叉树)

树的基本性质

树的基本性质

关键点

常见考点 1:结点数 = 总度数 + 1 常见考点 2:度为 m 的树、m 叉树的区别 常见考点 3:度为 m 的树第 i 层至多有 $m^{i-1}$ 个结点(i 1),m 叉树第 i 层至多有 $m^{i-1}$ 个结点(i 1)。 常见考点 4:高度为 h 的 m 叉树至多有 $\frac{m^h-1}{m-1}$ 个结点。

树的存储结构

树的存储结构

树和森林的遍历

树和森林的遍历

二叉树

二叉树

关键点

  • 每结点 ≤ 2 子树且有序;满 / 完全 / BST(左<根<右)/ AVL
  • 中序遍历 BST 得有序序列(高频)
  • 完全二叉树宜顺序存储(下标推父子)

几种常见的二叉树

几种常见的二叉树

关键点

完全二叉树的某个节点如果只有一个孩子,那么一定是左孩子。 平衡二叉树:树上任一结点的左子树和右子树的深度之差不超过 1。 二叉树常考性质: 完全二叉树常考性质:

二叉树的存储结构

二叉树的存储结构

二叉树的遍历

二叉树的遍历

线索二叉树

线索二叉树

哈夫曼树

哈夫曼树

关键点

  • 哈夫曼树 = WPL 最小的二叉树;每次合并两个最小权值构造
  • 哈夫曼编码是前缀编码(高频字符短码)
  • 易错:WPL 只累加叶子结点

并查集

并查集

关键点

  • 处理集合合并 Union 与查询 Find,判连通
  • 优化:路径压缩 + 按秩合并 → 近 O(1)
  • 易错:parent 数组初始化为自身