binary tree （二叉树）

树
度：一个节点有几个分支就是几度
层：根为第一层，根的孩子为第二层，以此类推
深度：最大层次数为树的深度

二叉树
二叉树特点
由二叉树定义以及图示分析得出二叉树有以下特点：
1）每个结点最多有两颗子树，所以二叉树中不存在度大于2的结点。
2）左子树和右子树是有顺序的，次序不能任意颠倒。
3）即使树中某结点只有一棵子树，也要区分它是左子树还是右子树。

二叉树性质
1）在二叉树的第i层上最多有2^(i-1) 个节点。（i>=1）
2）二叉树中如果深度为k,那么最多有2^k-1个节点。(k>=1）
3）n0=n2+1 n0表示度数为0的节点数，n2表示度数为2的节点数。
4）在完全二叉树中，具有n个节点的完全二叉树的深度为[log2^n]+1，其中[log2n]是向下取整。
5）若对含 n 个结点的完全二叉树从上到下且从左至右进行 1 至 n 的编号，则对完全二叉树中任意一个编号为 i 的结点有如下特性：
(1) 若 i=1，则该结点是二叉树的根，无双亲, 否则，编号为 [i/2] 的结点为其双亲结点;
(2) 若 2i>n，则该结点无左孩子，否则，编号为 2i 的结点为其左孩子结点；
(3) 若 2i+1>n，则该结点无右孩子结点，否则，编号为2i+1 的结点为其右孩子结点。

3.5 满二叉树
满二叉树：在一棵二叉树中。如果所有分支结点都存在左子树和右子树，并且所有叶子都在同一层上，这样的二叉树称为满二叉树。
满二叉树的特点有：
1）叶子只能出现在最下一层。出现在其它层就不可能达成平衡。
2）非叶子结点的度一定是2。
3）在同样深度的二叉树中，满二叉树的结点个数最多，叶子数最多。

3.6 完全二叉树
完全二叉树：对一颗具有n个结点的二叉树按层编号，如果编号为i(1<=i<=n)的结点与同样深度的满二叉树中编号为i的结点在二叉树中位置完全相同，则这棵二叉树称为完全二叉树。

特点：
1）叶子结点只能出现在最下层和次下层。
2）最下层的叶子结点集中在树的左部。
3）倒数第二层若存在叶子结点，一定在右部连续位置。
4）如果结点度为1，则该结点只有左孩子，即没有右子树。
5）同样结点数目的二叉树，完全二叉树深度最小。
注：满二叉树一定是完全二叉树，但反过来不一定成立。

3.7 二叉树的存储结构

二叉树的顺序存储结构就是使用一维数组存储二叉树中的结点，并且结点的存储位置，就是数组的下标索引。

3.7.2 二叉链表

既然顺序存储不能满足二叉树的存储需求，那么考虑采用链式存储。由二叉树定义可知，二叉树的每个结点最多有两个孩子。因此，可以将结点数据结构定义为一个数据和两个指针域。表示方式如图3.11所示：

3.8 二叉树遍历

二叉树的遍历是指从二叉树的根结点出发，按照某种次序依次访问二叉树中的所有结点，使得每个结点被访问一次，且仅被访问一次。
二叉树的访问次序可以分为四种

前序遍历
中序遍历
后序遍历
层序遍历

前序遍历通俗的说就是从二叉树的根结点出发，当第一次到达结点时就输出结点数据，按照先向左在向右的方向访问。

从根结点出发，则第一次到达结点A，故输出A;
继续向左访问，第一次访问结点B，故输出B；
按照同样规则，输出D，输出H；
当到达叶子结点H，返回到D，此时已经是第二次到达D，故不在输出D，进而向D右子树访问，D右子树不为空，则访问至I，第一次到达I，则输出I；
I为叶子结点，则返回到D，D左右子树已经访问完毕，则返回到B，进而到B右子树，第一次到达E，故输出E；向E左子树，故输出J；按照同样的访问规则，继续输出C、F、G；则3.13所示二叉树的前序遍历输出为： ABDHIEJCFG

3.8.3 中序遍历

中序遍历就是从二叉树的根结点出发，当第二次到达结点时就输出结点数据，按照先向左在向右的方向访问。

二叉树中序访问如下：从根结点出发，则第一次到达结点A，不输出A，继续向左访问，第一次访问结点B，不输出B；继续到达D，H；到达H，H左子树为空，则返回到H，此时第二次访问H，故输出H；
H右子树为空，则返回至D，此时第二次到达D，故输出D；
由D返回至B，第二次到达B，故输出B；
按照同样规则继续访问，输出J、E、A、F、C、G；

则3.13所示二叉树的中序遍历输出为：
HDIBJEAFCG

3.8.4 后序遍历

后序遍历就是从二叉树的根结点出发，当第三次到达结点时就输出结点数据，按照先向左在向右的方向访问。

二叉树后序访问如下：

从根结点出发，则第一次到达结点A，不输出A，继续向左访问，第一次访问结点B，不输出B；继续到达D，H；
到达H，H左子树为空，则返回到H，此时第二次访问H，不输出H；
H右子树为空，则返回至H，此时第三次到达H，故输出H；
由H返回至D，第二次到达D，不输出D；
继续访问至I，I左右子树均为空，故第三次访问I时，输出I；
返回至D，此时第三次到达D，故输出D；
按照同样规则继续访问，输出J、E、B、F、G、C，A；

则图3.13所示二叉树的后序遍历输出为：
HIDJEBFGCA

function TreeCode() {
    let BiTree = function (ele) {
        this.data = ele;
        this.lChild = null;
        this.rChild = null;
    }
 
    this.createTree = function () {
        let biTree = new BiTree('A');
        biTree.lChild = new BiTree('B');
        biTree.rChild = new BiTree('C');
        biTree.lChild.lChild = new BiTree('D');
        biTree.lChild.lChild.lChild = new BiTree('G');
        biTree.lChild.lChild.rChild = new BiTree('H');
        biTree.rChild.lChild = new BiTree('E');
        biTree.rChild.rChild = new BiTree('F');
        biTree.rChild.lChild.rChild = new BiTree('I');
        return biTree;
    }
}
 
//前序遍历
function ProOrderTraverse(biTree) {
    if (biTree == null) return;
    console.log(biTree.data);
    ProOrderTraverse(biTree.lChild);
    ProOrderTraverse(biTree.rChild);
}
 
//中序遍历
function InOrderTraverse(biTree) {
    if (biTree == null) return;
    InOrderTraverse(biTree.lChild);
    console.log(biTree.data);
    InOrderTraverse(biTree.rChild);
}
 
//后续遍历
function PostOrderTraverse(biTree) {
    if (biTree == null) return;
    PostOrderTraverse(biTree.lChild);
    PostOrderTraverse(biTree.rChild);
    console.log(biTree.data);
}
 
let myTree = new TreeCode();
console.log(myTree.createTree());
console.log('前序遍历')
ProOrderTraverse(myTree.createTree());
console.log('中序遍历')
InOrderTraverse(myTree.createTree());
console.log('后续遍历')
PostOrderTraverse(myTree.createTree());

二叉树的按层遍历法

二叉树分好多层，因为要按层遍历，所以如果直接采用函数递归的话，一下子就深入层底了，达不到按层的目的。

所以要换一个角度，按照队列顺序输出！算法步骤如下：

1、把根节点A放入队列，此时队列为：A，队列头指针指向A，也就是队列第一个元素

2、把当前队列头指针所指元素的左右儿子放入队列，即将B C放入队列，此时队列为A B C ，队列头指针向下移一格，此时指向B

3、不断重复2步骤。此时把B的左右儿子取出来放入队尾，队列变为A B C D E，队列头指针后移，指向c，c没有子节点，队列不再延长；

4、结束条件，队列头指针和为指针重合时，输出最后一个元素，算法结束！

也就是说，把这个队列从头到尾输出一遍，就是按层遍历，这个队列是动态的，只要有子节点，子节点就会不停的加入队尾，但总有子节点没有的时候，所以，队列尾指针肯定有不再移动的时候，而头指针一直在一步一步向下移，总会有首尾指针重合的时候，即标志着算法结束。

void Layer_order(BiTree * TNode,BiTree ** F,BiTree ** R)
{
 
    *F=TNode;            //将当前节点放入队列首指针所指位置
    printf("%c    ",(*F)->data);
    if((*F)->lchild!=NULL) {
      R=R+1;
      *R=(*F)->lchild;    //节点的左儿子放入队尾
    }
    if((*F)->rchild!=NULL){
       R=R+1;                //首指针向后移动一格
       *R=(*F)->rchild;    //节点的右儿子放入队尾
    }
    if(F!=R){
     F=F+1;
     Layer_order(*F,F,R);//递归
    }
}

4、写main函数，建立一个队列，长度1024，存放节点指针（其实就是一个存放指针的数组），这一部分放在main函数中，这个队列是唯一的，不参与递归
   BiTree ** F;             //队首指针       指向指针的指针，因为队列数组里的元素全是指针
   BiTree ** R;           //队尾指针
   BiTree * Queue[1024];//队列数组
   F=Queue;
   R=Queue;           //开始时队首队尾指针重合

BiTree * root; //在main函数中建立一个二叉树根的指针

root=CreatBiTree(); //创建树

Layer_order(root,F,R); //按层遍历树

3.7.2 二叉链表

3.8 二叉树遍历

3.8.4 后序遍历

二叉树的按层遍历法

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