证明： 设完全二叉树的深度为 k 则根据第二条性质得 2k-1≤ n < 2k 即 k-1 ≤ log2 n < k 因为 k 只能是整数，因此， k =log2n + 1 。
a b 非满二叉树c d e f
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数据结构——树和二叉树
特殊二叉树——完全二叉树
特点：
树的递归定义方式表示了树的一种固有的特性 树中至少有一个结点——根

树中各子树是互不相交的集合
2007东北大学网络学院计算机软件技术基础课程组3
数据结构——树和二叉树
树的定义——示例
A
B E K F L
C
G H
D
I J M
A( B(E, F(K, L)), C(G), D(H, I, J(M)) )
结点拥有的子树数 如A的结点度为3
叶子(leaf)
度为0的结点(无后继节点) 如K，L，M
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树的基本术语(1)
孩子(child)
数据结构——树和二叉树 C
B E F
A D H I J
G
结点子树的根称为该结点的孩子 例：结点A的子结点为B，C，D
树型结构 根结点 (无前驱) 多个叶子结点(无后继) 其它数据元素(一个前驱、 多个后继)
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数据结构——树和二叉树
树的存储结构
数组实现方法（双亲表示法）
用数组存储树的结点信息，在每个结点中附设一 个指示器指示其双亲结点在数组中的位置。
1
用树表示源程序的语法结构 操作系统中的文件系统、目录等组织结构的树型表示
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数据结构——树和二叉树
树的定义
定义
树(tree)是n(n>0)个结点的有限集T，其中：
有且仅有一个特定的结点，称为树的根(root) 当n>1时，其余结点可分为m(m>0)个互不相交 的有限集T1,T2,……Tm，其中每一个集合本身又是 一棵树，称为根的子树(subtree)
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数据结构——树和二叉树
二叉树——重要特性(1)
性质2
深度为 k 的二叉树上至多含 2k-1 个结点（k≥1）
证明：（用归纳法证明之） 基于上一条性质，深度为 k 的二叉树上的结点数至多为 20+21+ +2k-1 = 2k-1
G
一棵树中最大的结点度数 例：树的度为3
K
L
M
结点的层次(level)
从根结点算起，根为第一层，它的孩子为第二 层…… 如阶层1有结点A，阶层2有结点B，C，D
深度(depth)
树中结点的最大层次数 例如:结点A到M的高度为
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数据结构——树和二叉树
特殊二叉树——满二叉树
定义
由定义
b d e
a 满二叉树 c
f g
指的是深度为k且含有2k-1个结点的二叉树
必须是二叉树的每一层上的结点数都达到最大，否则就不是 满二叉树
性质4
具有 n 个结点的完全二叉树的深度为log2n +1
树的度：3
E
叶子：K，L，F，G，M，I，J
结点F，G为堂兄弟 结点A是结点F，G的祖先
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数据结构——树和二叉树
树型结构和线性结构的结构特点对比
线性结构 第一个数据元素 (无前驱) 最后一个数据元素(无后继) 其它数据元素(一个前驱、 一个后继)
a
a
b d e f
c
b 非完全二叉树 d f
c
完全二叉树 2007东北大学网络学院计算机软件技术基础课程组26
数据结构——树和二叉树
特殊二叉树——完全二叉树(1)
特点
叶子结点只可能在层次最大的两层上出现 对任一结点，若其右分支下子孙的最大层次为l，则其左 分支下子孙的最大层次必为l 或l+1
结点序号：1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
0
2
1
3
1
4
2
5
2
6
3
7
5
8
5
9
5
2
3
4
方法特点： 找根容易，找子结点难， 要遍历整个数组
5
6
。
7
8
9
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数据结构——树和二叉树
树的存储结构(1)
链表实现方式（孩子表示法）
方法特点: 便于实现对孩子的操作,却 不便于对父亲的操作。
性质5
如果将一棵有n个结点的完全二叉树从上到下，从 左到右对结点编号1，2，…，n，然后按此编号将 该二叉树中各结点顺序地存放于一个一维数组中， 并简称编号为j的结点为 j（1≤j≤n），则有如 下结论成立：
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数据结构——树和二叉树
特殊二叉树——完全二叉树(2)
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数据结构——树和二叉树
二叉树——示例
B C 左子树 D H G K A E F
右子树
A
A的TL
B C D E G F H K J
I L M
B的TL
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数据结构——树和二叉树
二叉树——五种基本形态
树根
T1
T2
T3
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数据结构——树和二叉树
树的定义——树结构的表现形式 A
图形表示法 嵌套集合表示法 凹入表表示法
类似于目录形式
B D L C G H I J M E E K
广义表表示法
A( B(E, F(K, L)), C(G), D(H, I, J(M)) )
（1）
O 空结点
（4） O
左子树为空的二叉树
O
（2）
O 单个结点 O
（5）
O
O
左、右子树非空 的二叉树
O
（3）
O
右子树为空的二叉树
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数据结构——树和二叉树
二叉树
二叉树与树的区别 二叉树的子树有顺序关系，分左子树和 右子树，而树则无此区分 二叉树的分支度一定为0、1或2，而树的 度可大于2
树的基本术语(3)
根结点
数据结构——树和二叉树 C
B E K F L
A D H I J M
G
无前趋结点（或无父结点）的结点 例：A结点
森林(forest)
m(m0)棵互不相交的树的集合 对树中每个结点而言，其子树的集合即为森林
祖先
由某结点到根结点之路径上的所有结点均为该结点 的祖先 例：G祖先为A和C
A B C D
E
K
F
L
G
H
I
J
M
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数据结构——树和二叉树
树的基本术语
结点(node)
B E K F L
A
C G H D I J M
表示树中的元素 包括数据项+若干指向其子树的分支 例如： A，B，C，D等
结点的度(degree)
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数据结构——树和二叉树
树的基本术语(5)
有序树
B
E K F L
A C G H D I J M
如果将树中结点的各子树看成从左至右是有顺 序的（即不能互换），则称该树为有序树。否 则，称为无序树。
有向树
有确定的根 树根和子树根之间为有向关系
二叉链表实现方式（孩子兄弟表示法）
以二叉链表作为树的存储结构 链表中结点的两个链域分别指向该结点的第一个 1 孩子结点和下一个兄弟结点
1 2 ^ 4 ^ 7 5 ^ 8 ^ 3 ^ 6 ^ 9 ^ ^
方法特点:便于 现各种树的操作
2
3
4
5
6
^
^
7
8
9
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把每个结点的孩子结点排列起来，组成一个线性 表且以单链表作为存储结构 1 n个结点有n个孩子链表
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 4 6 ^ ^ ^ ^ ^ 7 ^ 8 9 ^ 3 5 ^ ^
2
3
4
5
6
7
8
9
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数据结构——树和二叉树
树的存储结构
软件技术基础
——数据结构
东北大学网络学院 软件技术基础课程组
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数据结构——树和二叉树
树是一类重要的非线性数据结构
树形结构是以分支关系来定义的层次结构
树形结构广泛存在于在客观世界中
主要应用
人文
人类社会的族谱、家谱、行政区域划分管理 各种社会组织机构
计算机
2007东北大学网络学院计算机软件技术基础课程组23
数据结构——树和二叉树