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二叉树的基本形态有几种?分别是什么

二叉树是一种数据结构,由节点和边组成。它具有以下特点:每个节点最多有两个子节点,一个是左子节点,另一个是右子节点,左子节点比父节点小,右子节点比父节点大。

根据它们的形态,二叉树通常被分类为四类:满二叉树、完全二叉树、平衡二叉树、非平衡二叉树。

1. 满二叉树

满二叉树是指所有叶节点都在同一层上,每个非叶节点都有两个子节点的二叉树。因为它具有这个特殊性质,所以在某些应用中,可以使用一维数组来代替它。

2. 完全二叉树

完全二叉树是指除最后一层外,其它层的节点都是满的,并且最后一层的节点都靠左排列,就像图中的这个例子:

完全二叉树是非常重要的一种二叉树,因为它可以用数组来存储。具体来说,我们可以给节点按照层次从上到下、从左到右编号。对于编号为 i 的节点,我们可以使用数组中下标为 i 的位置来存储它,它的左儿子则对应下标为2i的位置,右儿子则对应下标为2i+1的位置。

3. 平衡二叉树

平衡二叉树是指二叉树中任意一个节点的左右子树高度差不超过 1 的二叉树。它通过根节点左右子树的高度差大小来保持平衡,确保在插入或删除节点时,树的高度不会变得太高或太低。

由于它的特点,它的查找、插入、删除等基本操作都可以在 O(logn)的时间内完成,而非平衡二叉树可能会导致某些操作需要 O(n) 的时间才能完成,因此它被广泛应用于各种场合中。

4. 非平衡二叉树

非平衡二叉树是指不满足平衡条件的二叉树。由于它的特殊性质,它的查找、插入、删除等基本操作需要在 O(n) 的时间内完成。因此,非平衡二叉树使用较少,只在某些特定场合下使用。

综上所述,二叉树是一种非常重要的数据结构,应用广泛。根据它们的形态,二叉树可以分为四类:满二叉树、完全二叉树、平衡二叉树、非平衡二叉树。每种二叉树都具有不同的特征和优点,在实际应用中,我们应该选择最适合我们需要的类型。

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