链表与二叉数

之前我们接触过的数据结构有数组和对象。

数组是变量的容器,数组在创建的时候就已经规定了大小。如果想要存储更多的数据我们就需要创建一个新的更大的数组,接着把旧数组的内容传递的到新数组,再加上需要存储的内容,最后把新数组赋值给旧数组(数组扩容思想),这种扩容方式有很慢,且很浪费内存,效果很不好;同样当我们想要删除数组当中的数据,就得找到数组的数据以后,删除,再把后面的数组逐一前移,当数组的数据很多的时候效率就很低下。

java认为万物皆对象,我们想在里面存储什么东西就可以自己定制,存什么写什么类型的class。而链表和二叉树就是基于对象存储数的一种实现。

链表(LinkedList)

什么是链表?

  1. 自行车链大家都见过,一个连接着一个,在链表当中每一个链就相当于一个对象,一个链连着一个链就相当于一个对象连着一个对象(一个对象尾部存储着下一个对象的地址),这就组成了链表。
  2. 链表是由一组不必相连(不必相连:可以连续也可以不连续)的内存结构(节点),按特定的顺序链接在一起的抽象数据类型(数学中抽象出来的一些操作的集合)。
数组和链表的区别和优缺点:

数组是一种连续存储线性结构,元素类型相同,大小相等

**数组的优点:**存取速度快

数组的缺点:

  1. 事先必须知道数组的长度
  2. 插入删除元素很慢
  3. 空间通常是有限制的
  4. 需要大块连续的内存块
  5. 插入删除元素的效率很低
链表是离散存储线性结构

n 个节点离散分配,彼此通过指针相连,每个节点只有一个前驱节点,每个节点只有一个后续节点,首节点没有前驱节点,尾节点没有后续节点。

链表优点: 空间没有限制、插入删除元素很快(断开链接以后很快被GC回收)

链表缺点: 存取速度很慢

链表的分类

链表共分为3类

**链表共分为:**单向链表、双向链表和循环链表,循环链表有分为单向循环链表和双向循环链表

链表与二叉数的基本概念

下面是链表的一种实现方式(Node是结点):

链表与二叉数的基本概念

二叉树

什么是二叉树?

二叉树是树的一种,每个节点最多可具有两个子树,即结点的度最大为 2(结点度:结点拥有的子树数)链表与二叉数的基本概念

二叉树就是每个结点不能多于两个儿子,上面的图就是一颗二叉树,而且还是一种特殊的二叉树–二叉查找树

**定义:**当前根节点的左边全部比根节点小,当前根节点的右边全部比根节点大。

可以看出,这对我们来找一个数是非常方便快捷的,一棵树至少会有一个节点(根节点),树由节点组成
链表与二叉数的基本概念

因此,我们定义树的时候往往是**->定义节点->节点连接起来就成了树**,而节点的定义就是:一个数据、两个指针(如果有节点就指向节点、没有节点就指向 null)

二叉树的种类

斜树

链表与二叉数的基本概念

满二叉树

所有的分支节点都具有左右节点

链表与二叉数的基本概念

完全二叉树

若设二叉树的深度为 h,除第 h 层外,其它各层 (1~h-1) 的结点数都达到最大个数,第 h
层所有的结点都连续集中在最左边,这就是完全二叉树。

二叉树的一些性质

  1. 二叉树第 i 层上的结点数目最多为 2^(i-1) (i≥1)
  2. 深度为 h 的二叉树至多有 2^h-1 个结点(h≥1)
  3. 包含 n 个结点的二叉树的高度至少为 log2 (n+1)
  4. 在任意一棵二叉树中,若终端结点的个数为 n0,度为 2 的结点数为 n2,则 n0=n2+1

二叉树的遍历方式

二叉树的遍历方式,一般分为先序遍历,中序遍历,后序遍历。
• 先序遍历

​ 先访问根节点,然后访问左节点,最后访问右节点(根->左->右)
• 中序遍历

​ 先访问左节点,然后访问根节点,最后访问右节点(左->根->右)
• 后序遍历

​ 先访问左节点,然后访问右节点,最后访问根节点(左->右->根)

如下:

链表与二叉数的基本概念

先序遍历(根-左-右):1-2-4-8-9-5-10-3-6-7
中序遍历:(左-根-右):8-4-9-2-10-5-1-6-3-7
转存中…(img-ECq9XtCE-1599316811176)]

先序遍历(根-左-右):1-2-4-8-9-5-10-3-6-7
中序遍历:(左-根-右):8-4-9-2-10-5-1-6-3-7
后序遍历(左-右-根):8-9-4-10-5-2-6-7-3-1

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