下面是维基百科的解释:
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构意味着接口或封装:一个数据结构可被视为两个函数之间的接口,或者是由数据类型联合组成的存储内容的访问方法封装。
我们每天的编码中都会用到数据结构,下面是常见的数据结构:
树(Tree)是一种常见的数据结构,由节点(Node)和边(Edge)组成。树的节点通过边连接,形成层次结构。树的一个节点可以有多个子节点,但只有一个父节点(除了根节点)。树的一个重要特点是没有环,即任意两个节点之间都有唯一的路径。
在树结构中,有一种特殊的树叫做二叉树。二叉树中,每个节点最多有两个子节点,一个是左节点,一个是右节点。这种设计的好处是我们可以通过限制每个节点的子节点个数为2,编写出高效的程序来进行插入、查找和删除数据操作。
二叉查找树(BST)是二叉树的一种,它有一个很聪明的性质:相对较小的值保存在左节点中,而较大的值保存在右节点中。这个性质使得在BST中进行查找操作非常高效,因为我们可以根据数值的大小迅速确定搜索方向。
举个例子,想象一个BST表示数字。根节点是一个中等大小的数字,比如50。如果我们要找的数字是30,由于30比50小,我们知道它应该在左节点。然后,如果我们要找的是60,因为60比50大,我们知道它应该在右节点。这样,我们可以在树中快速定位目标。
BST不仅适用于数值,还可以用于存储其他类型的数据,比如单词和字符串。这种树结构在计算机科学中被广泛应用,为数据的快速检索和操作提供了便利。
以下是一个使用 JavaScript 实现树的案例,演示了如何创建一个树、添加节点、遍历节点以及查找节点的功能:
HTML 代码:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>JavaScript实现树的案例</title>
</head>
<body>
<button onclick="addRoot()">添加根节点</button>
<button onclick="addChild()">添加子节点</button>
<button onclick="traversePreorder()">先序遍历树</button>
<button onclick="traverseInorder()">中序遍历树</button>
<button onclick="traversePostorder()">后序遍历树</button>
<br><br>
<label for="findInput">查找节点: </label>
<input type="text" id="findInput" placeholder="请输入">
<button onclick="findNode()">查找节点</button>
<br><br>
<label for="result">结果: </label>
<span id="result"></span>
<script src="tree.js"></script>
</body>
</html>
JavaScript 代码:
// 定义树节点类
function TreeNode(value) {
this.value = value;
this.children = []; // 子节点数组
}
// 定义树类
function Tree() {
this.root = null; // 树的根节点
// 添加根节点
this.addRoot = function (value) {
this.root = new TreeNode(value);
};
// 添加子节点
this.addChild = function (parent, value) {
var newNode = new TreeNode(value);
parent.children.push(newNode);
};
// 先序遍历
this.traversePreorder = function (node) {
if (!node) return;
console.log(node.value);
for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
this.traversePreorder(node.children[i]);
}
};
// 中序遍历
this.traverseInorder = function (node) {
if (!node) return;
for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
this.traverseInorder(node.children[i]);
}
console.log(node.value);
};
// 后序遍历
this.traversePostorder = function (node) {
if (!node) return;
for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
this.traversePostorder(node.children[i]);
}
console.log(node.value);
};
// 查找节点
this.findNode = function (node, value) {
if (!node) return null;
if (node.value === value) return node;
for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
var foundNode = this.findNode(node.children[i], value);
if (foundNode) return foundNode;
}
return null;
};
}
// 创建一个树实例
var tree = new Tree();
// 添加根节点
function addRoot() {
var value = prompt("输入父值");
tree.addRoot(value);
console.log(tree.root);
}
// 添加子节点
function addChild() {
var parentValue = prompt("输入父值");
var parent = tree.findNode(tree.root, parentValue);
if (parent) {
var value = prompt("输入子值");
tree.addChild(parent, value);
console.log(tree.root);
} else {
alert("找不到父节点");
}
}
// 先序遍历树
function traversePreorder() {
if (tree.root) {
tree.traversePreorder(tree.root);
} else {
console.log("树是空的");
}
}
// 中序遍历树
function traverseInorder() {
if (tree.root) {
tree.traverseInorder(tree.root);
} else {
console.log("树是空的");
}
}
// 后序遍历树
function traversePostorder() {
if (tree.root) {
tree.traversePostorder(tree.root);
} else {
console.log("树是空的");
}
}
// 查找节点
function findNode() {
var value = document.getElementById("findInput").value;
var foundNode = tree.findNode(tree.root, value);
var resultSpan = document.getElementById("result");
if (foundNode) {
resultSpan.textContent = "找到节点: " + foundNode.value;
} else {
resultSpan.textContent = "未找到节点";
}
}
这段代码是一个简单的实现树(Tree)数据结构的案例,通过 HTML 和 JavaScript 实现了创建树、添加节点、遍历节点以及查找节点的功能。下面是对代码的详细说明:
HTML 结构:
<span>
元素。JavaScript 部分:
树节点类 TreeNode
: 用于表示树中的节点,每个节点有一个值和一个子节点数组。
树类 Tree
: 包含了以下功能:
addRoot(value)
: 添加根节点的方法。addChild(parent, value)
: 添加子节点的方法。traversePreorder(node)
: 先序遍历树的方法。traverseInorder(node)
: 中序遍历树的方法。traversePostorder(node)
: 后序遍历树的方法。findNode(node, value)
: 查找节点的方法。树实例 tree
: 在代码最底部创建了一个树的实例。
按钮点击事件处理函数:
addRoot()
: 弹出对话框输入根节点的值,然后调用 addRoot
方法添加根节点。addChild()
: 弹出对话框输入父节点的值,查找该节点并弹出对话框输入子节点的值,然后调用 addChild
方法添加子节点。traversePreorder()
, traverseInorder()
, traversePostorder()
: 分别执行先序、中序、后序遍历。findNode()
: 从输入框获取查找值,调用 findNode
方法查找节点,并在页面上显示查找结果。关键思路:
总体来说,这段代码提供了一个简单的树结构操作界面,用户可以通过按钮执行不同的操作,包括添加节点、遍历节点和查找节点。
持续学习总结记录中,回顾一下上面的内容:
树(Tree)是一种常见的数据结构,由节点(Node)和边(Edge)组成。树的节点通过边连接,形成层次结构。树的一个节点可以有多个子节点,但只有一个父节点(除了根节点)。树的一个重要特点是没有环,即任意两个节点之间都有唯一的路径。