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数据结构【堆和链式结构】

news 来源：原创 2025/6/16 13:28:27

堆和链式结构

1.堆的概念和定义
- 1.1堆
- 1.2二叉树的性质
2.堆的实现
3.实现链式二叉树
- 3.1链式二叉树的概念
- 3.2前中后遍历
- 3.3遍历（举例）

1.堆的概念和定义

1.1堆

定义：是特殊的二叉树

大堆（大根堆）：根节点最大的堆
小堆（小根堆）：根节点最小的堆

堆中某个结点的值总是不大于或不小于其父结点的值
堆总是一棵完全二叉树

1.2二叉树的性质

有n个结点的二叉树，从上到下从左到右从0开始依次编号，对于编号为i的结点有以下性质

i 结点的父结点：(i-1)/2
i结点的左孩子结点：2i+1
i结点的右孩子结点：2i+2
2i+1或2i+2>=n没有左右孩子

2.堆的实现

typedef int HPDataType;
typedef struct Heap
{HPDataType* a;int size;int capacity;
}HP;
//默认初始化堆
void HPInit(HP* php);
//利⽤给定数组初始化堆
void HPInitArray(HP* php, HPDataType* a, int n);
//堆的销毁
void HPDestroy(HP* php);
//堆的插⼊
void HPPush(HP* php, HPDataType x);//堆的删除
HPDataType HPTop(HP* php);
// 删除堆顶的数据
void HPPop(HP* php);
// 判空
bool HPEmpty(HP* php);
//求size
int HPSize(HP* php);
//向上调整算法
void AdjustUp(HPDataType* a, int child);
//向下调整算法
void AdjustDown(HPDataType* a, int n, int parent);

3.实现链式二叉树

3.1链式二叉树的概念

用链表来表示一棵二叉树，即用链来指示元素的逻辑关系。通常的方法是链表中每个结点由三个域组成，数据域和左右指针域，左右指针分别用来给出该结点左孩子和右孩子所在的链结点的存储地址。

typedef int BTDataType;
// ⼆叉链
typedef struct BinaryTreeNode
{struct BinTreeNode* left; // 指向当前结点左孩⼦struct BinTreeNode* right; // 指向当前结点右孩⼦BTDataType val; // 当前结点值域
}BTNode;

3.2前中后遍历

按照规则，二叉树的遍历有：前序/中序/后序的递归结构遍历：

1）前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历)
访问顺序为：根结点、左子树、右子树
2）中序遍历(Inorder Traversal)：
访问顺序为：左子树、根结点、右子树
3）后序遍历(Postorder Traversal)：
访问顺序为：左子树、右子树、根结点

3.3遍历（举例）

在这里插入图片描述
前序遍历（根左右）：
A ,B,D,NULL,NULL,NULL,C,E,NULL,NULL,F,NULL,NULL
中序遍历（左根右）：
NULL,D,NULL,NULL,B,A,NULL,E,NULL,C,NULL,F,NULL
后序遍历（左右根）：
NULL,NULL,D,NULL,B,NULL,NULL,E,NULL,NULL,F,C,A