结构及其基本运算课件.ppt
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- 结构 及其 基本 运算 课件
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1、1.5 链表n线性单链表n双向链表n循环链表结构及其基本运算结构及其基本运算1谢谢观赏2019-8-231.5.1 线性表的链式存储结构线性表的链式存储结构 将线性表的元素放到一个具有头指针的链表中,链表将线性表的元素放到一个具有头指针的链表中,链表中每个结点包含数据域和指针域。中每个结点包含数据域和指针域。数据域存放数据,指针域存放数据域存放数据,指针域存放后继结点后继结点的地址,最后的地址,最后一个结点的指针域为空。逻辑上相邻的数据元素在内存一个结点的指针域为空。逻辑上相邻的数据元素在内存中的物理存储空间不一定相邻。中的物理存储空间不一定相邻。2谢谢观赏2019-8-23上图的线性表为上图
2、的线性表为ZHAO,QIAN,SUN,LI,ZHOU,WU,ZHENG,WANG3谢谢观赏2019-8-23线性链表表示法线性链表表示法:4谢谢观赏2019-8-23链式存储结构的特点链式存储结构的特点 插入、删除灵活方便,不需要移动结点,只插入、删除灵活方便,不需要移动结点,只要改变结点中指针域的值即可。要改变结点中指针域的值即可。适合于线性表是动态变化的适合于线性表是动态变化的,不进行频繁查找不进行频繁查找操作、但经常进行插入删除时使用。操作、但经常进行插入删除时使用。链表的查找只能从头指针开始顺序查找。链表的查找只能从头指针开始顺序查找。5谢谢观赏2019-8-23a1a2ana3L.线
3、性表的链式存储结构可用线性表的链式存储结构可用C语言中的语言中的“结构指针结构指针”来描述来描述带头结点的线性链表带头结点的线性链表datanexttypedef struct LNode int data;Struct LNode*next;JD;6谢谢观赏2019-8-23babaxPP单链表的插入运算单链表的插入运算S在在P所指向的结点之后插入新的结点所指向的结点之后插入新的结点7谢谢观赏2019-8-23babaxanaia1a2PPai-1xL单链表的插入运算单链表的插入运算S8谢谢观赏2019-8-231.5.2 循环链表循环链表:首尾相接的链表。首尾相接的链表。将最后一个结点的空
4、指针改为指向头结点,从任一结点将最后一个结点的空指针改为指向头结点,从任一结点出发均可找到其它结点。出发均可找到其它结点。a1a2ana3L.带头结点的单链表带头结点的单链表a1a2ana3L.循环单链表循环单链表9谢谢观赏2019-8-231.5.3 双向链表双向链表 在每个结点中设置两个指针,在每个结点中设置两个指针,一个指向后继,一个指向前驱。可一个指向后继,一个指向前驱。可直接确定一个结点的前驱和后继结直接确定一个结点的前驱和后继结点。可提高效率。点。可提高效率。datanextbefore10谢谢观赏2019-8-235.线性表的应用:应用最广的数据结构。线性表的应用:应用最广的数据
5、结构。高级语言中的数组;高级语言中的数组;计算机的文件系统;计算机的文件系统;计算机的目录系统;计算机的目录系统;电话号码查询系统(可采用顺序表或单链表结构电话号码查询系统(可采用顺序表或单链表结构););各种事务处理(各种表格均采用顺序表和线性链表结各种事务处理(各种表格均采用顺序表和线性链表结构)构)11谢谢观赏2019-8-23例题讲解n用链表表示线性表的优点是 A)便于随机存取 B)花费的存储空间较顺序存储少 C)便于插入和删除操作 D)数据元素的物理顺序与逻辑顺序相同n长度为n的顺序存储线性表中,当在任何位置上插入一个元素概率都相等时,插入一个元素所需移动元素的平均个数为【1】。P3
6、20第10行12谢谢观赏2019-8-23n线性表L=(a1,a2,a3,ai,an),下列说法正确的是A)每个元素都有一个直接前件和直接后件B)线性表中至少要有一个元素C)表中诸元素的排列顺序必须是由小到大或由大到小D)除第一个元素和最后一个元素外,其余每个元素都有一个且只有一个直接前件和直接后件 n在单链表中,增加头结点的目的是 A)方便运算的实现 B)使单链表至少有一个结点 C)标识表结点中首结点的位置 D)说明单链表是线性表的链式存储实现13谢谢观赏2019-8-23n非空的循环单链表head的尾结点(由p所指向),满足 A)p-next=NULLB)p=NULL C)p-next=h
7、ead D)p=head n循环链表的主要优点是 A)不再需要头指针了 B)从表中任一结点出发都能访问到整个链表 C)在进行插入、删除运算时,能更好的保证链表不断开 D)已知某个结点的位置后,能够容易的找到它的直接前件14谢谢观赏2019-8-23n线性表的顺序存储结构和线性表的链式存储结构分别是 A)顺序存取的存储结构、顺序存取的存储结构 B)随机存取的存储结构、顺序存取的存储结构 C)随机存取的存储结构、随机存取的存储结构 D)任意存取的存储结构、任意存取的存储结构 n当循环队列非空且队尾指针等于队头指针时,说明循环队列已满,不能进行入队运算。这种情况称为【2】。n用链表表示线性表的突出优
8、点是【1】。15谢谢观赏2019-8-231.6 树n树的基本概念n二叉树的定义及其存储结构n二叉树的前序、中序和后序遍历16谢谢观赏2019-8-231.6.1 树的定义树的定义 由一个或多个结点组成的有限集合由一个或多个结点组成的有限集合。仅有一个根结点,结仅有一个根结点,结点间有明显的层次结构关系。点间有明显的层次结构关系。A C G T2D H I T3J M B E L KT1 F现实世界中,能用树的结构表示的例子:现实世界中,能用树的结构表示的例子:学校的行政关系、书的层次结构、人类的家族血缘关学校的行政关系、书的层次结构、人类的家族血缘关系等。系等。17谢谢观赏2019-8-23
9、介绍几个概念:介绍几个概念:结点(结点(Node):):树中的元素,包含数据项及若干指向其树中的元素,包含数据项及若干指向其子树的分支。子树的分支。结点的度(结点的度(Degree):):结点拥有的子树数。结点拥有的子树数。结点的层次:从根结点开始算起,根为第一层。结点的层次:从根结点开始算起,根为第一层。叶子(叶子(Leaf):):度为零的结点,也称端结点。度为零的结点,也称端结点。孩子(孩子(Child):):结点子树的根称为该结点的孩子结点。结点子树的根称为该结点的孩子结点。兄弟(兄弟(Sibling):):同一双亲的孩子。同一双亲的孩子。双亲(双亲(Parent):):孩子结点的上层结
10、点,称为这些结点的孩子结点的上层结点,称为这些结点的双亲。双亲。深度(深度(Depth):树中结点的最大层次数。树中结点的最大层次数。森林(森林(Forest):):M棵互不相交的树的集合。棵互不相交的树的集合。A C G T2D H I T3J M B E L KT1 F18谢谢观赏2019-8-231.6.2 二叉树二叉树(Binary Tree)1、二叉树的定义及其性质、二叉树的定义及其性质 (1)二叉树的定义二叉树的定义二叉树的五种基本形态二叉树的五种基本形态二叉树一种特殊的树型结构,特点是树中每个结点只有两棵二叉树一种特殊的树型结构,特点是树中每个结点只有两棵子树,且子树有左右之分,
11、次序不能颠倒。子树,且子树有左右之分,次序不能颠倒。空二叉树空二叉树 仅有仅有根结点根结点 右子树右子树为空为空 左子树左子树为空为空左右子树左右子树均非空均非空因为树的每个结点的度不同,存储困难,使对树的处理算法因为树的每个结点的度不同,存储困难,使对树的处理算法很复杂。所以引出二叉树的讨论。很复杂。所以引出二叉树的讨论。19谢谢观赏2019-8-23 二叉数是二叉数是n(nn(n 0)0)个结点的有限集合。它或为空个结点的有限集合。它或为空数数(n=0),n=0),或由一个根结点和两棵分别称为根的左子或由一个根结点和两棵分别称为根的左子树和右子树的互不相交的二叉数组成。树和右子树的互不相交
12、的二叉数组成。特别要注意:特别要注意:二叉数不是二叉数不是树的特殊情况。树的特殊情况。a aa ab bb b两棵不同的二叉数两棵不同的二叉数20谢谢观赏2019-8-23A、二叉树的第二叉树的第i层上至多有层上至多有2 i-1(i 1)个结点。个结点。(2)二叉树的基本性质二叉树的基本性质423167891011121314155第三层上第三层上(i=3)i=3),有有2 23-13-1=4=4个节点。个节点。第四层上第四层上(i=4)i=4),有有2 24-14-1=8=8个节点。个节点。21谢谢观赏2019-8-23A、二叉树的第二叉树的第i层上至多有层上至多有2 i-1(i 1)个结点
13、。个结点。B、深度为深度为h的二叉树中至多含有的二叉树中至多含有2h-1个结点。个结点。(2)二叉树的基本性质二叉树的基本性质423167891011121314155此树的深度此树的深度h=4h=4,共有共有2 24 4-1=15-1=15个节点。个节点。22谢谢观赏2019-8-23A、二叉树的第二叉树的第i层上至多有层上至多有2 i-1(i 1)个结点。个结点。B、深度为深度为h的二叉树中至多含有的二叉树中至多含有2h-1个结点。个结点。C、若在任意一棵二叉树中,有若在任意一棵二叉树中,有n0个叶子结点,个叶子结点,有有n2个度为个度为2的结点,则:的结点,则:n0=n2+1(2)二叉树
14、的基本性质二叉树的基本性质423167891011121314155n n0 0=8=8n n2 2=7=723谢谢观赏2019-8-23(3)满二叉树)满二叉树423167891011121314155特点:每一层上都含有最大结点数。特点:每一层上都含有最大结点数。24谢谢观赏2019-8-234231678910 11125 非完全二叉树非完全二叉树(4)完全二叉树4231678910 11125 完全二叉树完全二叉树特点:除最后一层外,每一层都取最大结点数,特点:除最后一层外,每一层都取最大结点数,最后一层结点都集中在该层最左边的若干位置。最后一层结点都集中在该层最左边的若干位置。25谢
15、谢观赏2019-8-23(5)树与二叉树的区别)树与二叉树的区别A树的结点个数至少为树的结点个数至少为1,而二叉树的结点个数可以为,而二叉树的结点个数可以为0。B树中结点的最大度数没有限制,二叉树结点最大度数为树中结点的最大度数没有限制,二叉树结点最大度数为2。C树的结点无左、右之分,二叉树的结点子树有明确的左、右之分。树的结点无左、右之分,二叉树的结点子树有明确的左、右之分。树 二叉树26谢谢观赏2019-8-232、二叉树的存储结构、二叉树的存储结构(2)链式存储结构链式存储结构T16若父结点在数组中若父结点在数组中i下标处,其左孩子在下标处,其左孩子在2*i处,右孩子在处,右孩子在2*i
16、+1处。处。11 A B c F E D 1 2 4 8 910 5 6 3 712131415(1)顺序存储结构顺序存储结构(1)顺序存储结构顺序存储结构2h-1=24-1=15用一组连续的存储单元存放二叉树用一组连续的存储单元存放二叉树的数据元素。结点在数组中的相对的数据元素。结点在数组中的相对位置蕴含着结点之间的关系。位置蕴含着结点之间的关系。0000FE000DC0BA15141312111098765432100一般二叉树必须按完全二叉树的形式存储,将造成存储的浪费。一般二叉树必须按完全二叉树的形式存储,将造成存储的浪费。27谢谢观赏2019-8-232.6.3 二叉树的遍历二叉树的
17、遍历 查找某个结点,或对二叉树中全部结点进行某种处理,就需要遍查找某个结点,或对二叉树中全部结点进行某种处理,就需要遍历。历。(1)遍历定义及遍历算法)遍历定义及遍历算法 遍历是指按某条搜索路线寻访树中每个结点,且每个结点只被访遍历是指按某条搜索路线寻访树中每个结点,且每个结点只被访问一次。问一次。按先左后右的原则,一般使用三种遍历:按先左后右的原则,一般使用三种遍历:先序遍历先序遍历(D L R):访问根结点,按先序遍历左子树,按先序遍历右子树。访问根结点,按先序遍历左子树,按先序遍历右子树。中序遍历中序遍历(L D R):按中序遍历左子树,访问根结点,按中序遍历右子树。按中序遍历左子树,访
18、问根结点,按中序遍历右子树。后序遍历后序遍历(L R D):按后序遍历左子树,按后序遍历右子树,访问根结点。按后序遍历左子树,按后序遍历右子树,访问根结点。二叉树为空时,执行空操作,即空二叉树已遍历完。二叉树为空时,执行空操作,即空二叉树已遍历完。28谢谢观赏2019-8-23 (2)遍历算法)遍历算法先序遍历:先序遍历:D L R中序遍历:中序遍历:L D R后序遍历:后序遍历:L R DADBCT1T2T3D L RAD L RD L RBDCD L R以先序遍历以先序遍历D L RD L R为例演示遍历过程为例演示遍历过程 ABDCBDAC DBCA29谢谢观赏2019-8-23例题讲解
19、n已知二叉树后序遍历序列是dabec,中序遍历序列是debac,它的前序遍历序列是 A)acbed B)decab C)deabc D)cedba n已知一棵二叉树前序遍历和中序遍历分别为ABDEGCFH和DBGEACHF,则该二叉树的后序遍历为 A)GEDHFBCA B)DGEBHFCA C)ABCDEFGH D)ACBFEDHGn树是结点的集合,它的根结点数目是 A)有且只有1B)1或多于1 C)0或1D)至少230谢谢观赏2019-8-23n在深度为5的满二叉树中,叶子结点的个数为 A)32B)31 C)16 D)15 n若某二叉树的前序遍历访问顺序是abdgcefh,中序遍历访问顺序是
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