保姆级教学，一文带你玩转二叉树！
大家好呀，本帅蛋又来啦！
之前我带大家玩转的数组、单链表、栈和队列都是线性结构，实际情况是除了线性结构还有很多的非线性结构存在。
今天来讲的二叉树，就是非线性结构的典型代表，这种数据结构比又硬又直的线性数据结构复杂的多：概念多、内容多、代码多、屁事多...
是不是吓住了？不慌，不慌，有蛋在，不迷茫。
接下来我会一点点儿的掰碎了嚼烂了讲，保证把同学们伺候的舒舒服服的。
蛋话不多说，小葵蛋课堂开课了！
这篇是我在牛客网连载系列 #帅蛋的数据结构与算法空间#的第 10 篇文章，欢迎大家关注。
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树
在讲二叉树之前，肯定要先认识下它祖宗，树，英文名叫 Tree，长下面这样：
节点类型
树中的每个元素叫做节点，就是图中你看到的一个个圆圈。
树里的节点类型有点多，看着上面这张图，从上到下，我把几个概念讲一下：
父节点 / 子节点
谁指向谁，指向的就是父节点，被指向的是子节点。
你看上图里面，A 就可以对 B 说“我是嫩爹”，B 就只能对 A 说“好的，爸爸”。
兄弟节点
一个节点的所有子节点之间互相称为兄弟节点。
上图中节点 B、C 是 A 的子节点，节点 B 和 C 就互称为兄弟节点。
根节点 / 叶节点 / 内部节点
没有父节点的就是根节点，在一棵非空树中，有且只有一个根节点。
上图中的根节点就是 A。
没有子节点的就是叶节点，G、H、I、E、J 都是叶节点。
除去根节点和叶节点之外的其它节点就是内部节点，比如 B、C、D、F。
祖宗节点
祖宗结点是从根节点到该节点之前所经过的所有节点。
上图中节点 H 的祖宗节点就是 D、B、A。
子孙节点
某个节点下直至叶子节点的所有节点，都是此节点的子孙节点。
上图中节点 B 的子孙节点是 D、E、G、H、I。
子树类型
以某个节点为根节点的树称为该节点的子树。
下图中“以 B 为根节点的树”为“根节点 A”的子树。
当然 D、G、H、I 组成的树是 B 为节点的子树，F、J 组成的树是 C 为节点的子树。
需要注意的是，各个子树一定是互不相交的，像下面这些就不是子树，同样也不是树。
你看上面这 E 和 F 相交了，这就不是树。
树的其它重要概念
除了上面说的，树里面还有 3 个重要的概念，这 3 个概念有点相似，容易记混：层次、高度、深度。
下面我用一张图来解释这个概念。
层次
节点的层次是从根节点开始算起。
根节点是第一层，根节点的子节点层是第二层，依次往下类推。
深度
深度的话也是从根节点开始算起，依次往下是深度 1、2、...
最大深度为最大层数数。
你可以理解成看一口井，从上往下看。
高度
高度和深度正好相反，高度是从下往上。
叶子节点的高度是 1，叶子节点的父节点层高度是 2，依次往上类推。
你可以理解成看高楼，从下往上看。
二叉树
二叉树，表面上看上去是有“两个叉的树”，这样应该不准确，这上面还得加个限制条件：最多。
每个节点最多只有两个叉的树叫二叉树
既然是最多，那对于每个节点来说，可以一个叉，也可以没有叉，所以像下图这些都是二叉树。
上面 5 种包括了二叉树的所有基本形态。
二叉树的种类
除了上面讲的基本形态，还有三种特殊的二叉树：满二叉树、完全二叉树、二叉搜索树。
这也是后面我们要经常打交道的二叉树。
满二叉树
满二叉树就是叶子节点全在最底层，除了叶子节点以外的每个节点都有两个叉。
如果深度为 k，那满二叉树的总节点数就是 2^k - 1。
在同等深度的二叉树中，满二叉树是节点个数最多的。
完全二叉树
完全二叉树比较难理解，它的概念其实分前后两部分：
- 除了最底层以外，其余的每一层节点数都是满的
这个其实比较好理解，就是去掉最后一层，剩下的是一棵满二叉树。
- 最底层的节点全集中在该层最左边的位置。
难理解的也是这句话，最后一层如果是第 k 层，那么这一层最少有 1 个叶子节点，最多有 2^(k-1) 个节点，而这些节点都是从左到右依次排列。
上面右图不是完全二叉树，因为最后一层没有按照从左到右排列。节点 J 本应该在虚框的位置，但是跳过了。
明白了这两点，完全二叉树就不会搞到你。
二叉搜索树
二叉搜索树，又叫二叉排序树或二叉查找树。
见名知意，从它的别名可以看出，二叉搜索树是有数值的树（不然怎么排序呢），且有序（不然干嘛排序呢）。
既然有数且有序，肯定有合乎这俩的性质。
二叉搜索树有以下的性质：
- 若左子树不空，那左子树所有节点的值均 < 根节点的值。
- 若右子树不空，那右子树所有节点的值均 > 根节点的值。
- 左右子树也均为二叉搜索树。
二叉树的存储方式
二叉树具有两种存储方式：顺序存储和链式存储。
顺序存储
二叉树顺序存储其实就是用数组存，就做稍微了解即可，一般不用。
其中虚线为不存在的节点，设置为 ^ 表示。
链式存储
二叉树最多有两个叉，左孩子和右孩子，那对于每个节点来说，链式存储需要一个数据域 + 两个指针域。
数据域存储节点的数值，两个指针域一个指向左孩子，一个指向右孩子。
节点定义方式 Python 代码如下所示：
class BTNode:
def __init__(self,data):
self.data = data
self.lchild = None
self.rchild = None 
二叉树的遍历
二叉树的遍历就是从根节点开始，按照某种顺序依次访问二叉树中的节点。
主要有四种遍历方式：
- 前序遍历
- 中序遍历
- 后续遍历
- 层次遍历
在这里，我只先讲基础的概念，因为对于遍历来说，存在不同的遍历方法，内容比较多。
二叉树的遍历是面试中非常非常高频的面试题，关于具体的实现我会单独拿一篇文章来讲。
前中后序遍历
一棵二叉树来说，可以将其粗略的分为 3 部分：根节点、左子树和右子树。
而前中后序遍历是对这三部分的不同遍历顺序：
- 前序遍历：根左右
- 中序遍历：左根右
- 后序遍历：左右根
当然对于左子树或者右子树来说，也是如上的遍历方式。
在这我以 preOrder 表示前序遍历，以 inOrder 表示中序遍历，以 postOrder 表示后续遍历，则三者的递推公式为：
- 前序：root -> preOrder(root.left) -> preOrder(root.right)。
- 中序：inOrder(root.left) -> root -> inOrder(root.right)。
- 后续：postOrder(root.left) -> postOrder(root->right) -> root。
我们来看一个例子。
对于上图的二叉树：
前序遍历，每一部分按照“根左右”，遍历顺序为 ABDHIEJCFG。
中序遍历，每一部分按照“左根右”，遍历顺序为 HDIBEJAFCG。
后续遍历，每一部分按照“左右根”，遍历顺序为 HIDJEBFGCA。
相信你也做对了。
层次遍历
层次遍历就是表面意思，一层层的遍历，同一层的遍历按照从左到右逐个遍历。
还是这个图：
层次遍历的顺序为：ABCDEFGHIJ。
好了，到这二叉树的入门基础就讲完了。
基本上关于树中涉及的概念和二叉树中种类、存储方式以及遍历方式做了简单明了且通俗易懂的讲解。
基本上重要的内容都在这了，只要能认认真真看到这的，肯定已经对二叉树有了一个大概的认识。
看完就会，在数据结构与算法的学习不是说说而已。
呃，如果觉得还不错的话，记得帮我<stron>，让我看到你呀！</stron>
我是帅蛋，我们下次见啦！
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