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2023-07-26 08:59:36 +08:00
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commit 63a0e73df0
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@@ -116,8 +116,8 @@
如下代码给出了数组表示下的二叉树的简单实现,包括以下操作:
- 给定某节点,获取它的值、左(右)子节点、父节点
- 获取前序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历序列
- 给定某节点,获取它的值、左(右)子节点、父节点
- 获取前序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历序列
=== "Java"
@@ -189,12 +189,12 @@
二叉树的数组表示的优点包括:
- 数组存储在连续的内存空间中,对缓存友好,访问与遍历速度较快
- 不需要存储指针,比较节省空间
- 允许随机访问节点
- 数组存储在连续的内存空间中,对缓存友好,访问与遍历速度较快
- 不需要存储指针,比较节省空间
- 允许随机访问节点
然而,数组表示也具有一些局限性:
- 数组存储需要连续内存空间,因此不适合存储数据量过大的树
- 增删节点需要通过数组插入与删除操作实现,效率较低
- 当二叉树中存在大量 $\text{None}$ 时,数组中包含的节点数据比重较低,空间利用率较低
- 数组存储需要连续内存空间,因此不适合存储数据量过大的树
- 增删节点需要通过数组插入与删除操作实现,效率较低
- 当二叉树中存在大量 $\text{None}$ 时,数组中包含的节点数据比重较低,空间利用率较低

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@@ -809,8 +809,8 @@ AVL 树的节点查找操作与二叉搜索树一致,在此不再赘述。
## AVL 树典型应用
- 组织和存储大型数据,适用于高频查找、低频增删的场景
- 用于构建数据库中的索引系统
- 组织和存储大型数据,适用于高频查找、低频增删的场景
- 用于构建数据库中的索引系统
!!! question "为什么红黑树比 AVL 树更受欢迎?"

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@@ -2,8 +2,8 @@
「二叉搜索树 Binary Search Tree」满足以下条件
1. 对于根节点,左子树中所有节点的值 $<$ 根节点的值 $<$ 右子树中所有节点的值
2. 任意节点的左、右子树也是二叉搜索树,即同样满足条件 `1.`
1. 对于根节点,左子树中所有节点的值 $<$ 根节点的值 $<$ 右子树中所有节点的值
2. 任意节点的左、右子树也是二叉搜索树,即同样满足条件 `1.`
![二叉搜索树](binary_search_tree.assets/binary_search_tree.png)
@@ -13,9 +13,9 @@
给定目标节点值 `num` ,可以根据二叉搜索树的性质来查找。我们声明一个节点 `cur` ,从二叉树的根节点 `root` 出发,循环比较节点值 `cur.val``num` 之间的大小关系
-`cur.val < num` ,说明目标节点在 `cur` 的右子树中,因此执行 `cur = cur.right`
-`cur.val > num` ,说明目标节点在 `cur` 的左子树中,因此执行 `cur = cur.left`
-`cur.val = num` ,说明找到目标节点,跳出循环并返回该节点
-`cur.val < num` ,说明目标节点在 `cur` 的右子树中,因此执行 `cur = cur.right`
-`cur.val > num` ,说明目标节点在 `cur` 的左子树中,因此执行 `cur = cur.left`
-`cur.val = num` ,说明找到目标节点,跳出循环并返回该节点
=== "<1>"
![二叉搜索树查找节点示例](binary_search_tree.assets/bst_search_step1.png)
@@ -101,8 +101,8 @@
给定一个待插入元素 `num` ,为了保持二叉搜索树“左子树 < 根节点 < 右子树”的性质,插入操作分为两步:
1. **查找插入位置**:与查找操作相似,从根节点出发,根据当前节点值和 `num` 的大小关系循环向下搜索,直到越过叶节点(遍历至 $\text{None}$ )时跳出循环
2. **在该位置插入节点**:初始化节点 `num` ,将该节点置于 $\text{None}$ 的位置
1. **查找插入位置**:与查找操作相似,从根节点出发,根据当前节点值和 `num` 的大小关系循环向下搜索,直到越过叶节点(遍历至 $\text{None}$ )时跳出循环
2. **在该位置插入节点**:初始化节点 `num` ,将该节点置于 $\text{None}$ 的位置
二叉搜索树不允许存在重复节点,否则将违反其定义。因此,若待插入节点在树中已存在,则不执行插入,直接返回。
@@ -192,8 +192,8 @@
当待删除节点的度为 $2$ 时,我们无法直接删除它,而需要使用一个节点替换该节点。由于要保持二叉搜索树“左 $<$ 根 $<$ 右”的性质,因此这个节点可以是右子树的最小节点或左子树的最大节点。假设我们选择右子树的最小节点(或者称为中序遍历的下个节点),则删除操作为:
1. 找到待删除节点在“中序遍历序列”中的下一个节点,记为 `tmp`
2. 将 `tmp` 的值覆盖待删除节点的值,并在树中递归删除节点 `tmp`
1. 找到待删除节点在“中序遍历序列”中的下一个节点,记为 `tmp`
2. 将 `tmp` 的值覆盖待删除节点的值,并在树中递归删除节点 `tmp`
=== "<1>"
![二叉搜索树删除节点示例](binary_search_tree.assets/bst_remove_case3_step1.png)

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@@ -165,14 +165,14 @@
二叉树涉及的术语较多,建议尽量理解并记住。
- 「根节点 Root Node」位于二叉树顶层的节点没有父节点
- 「叶节点 Leaf Node」没有子节点的节点其两个指针均指向 $\text{None}$
- 节点的「层 Level」从顶至底递增根节点所在层为 1
- 节点的「度 Degree」节点的子节点的数量。在二叉树中度的范围是 0, 1, 2
- 「边 Edge」连接两个节点的线段即节点指针
- 二叉树的「高度」:从根节点到最远叶节点所经过的边的数量
- 节点的「深度 Depth」 :从根节点到该节点所经过的边的数量
- 节点的「高度 Height」从最远叶节点到该节点所经过的边的数量
- 「根节点 Root Node」位于二叉树顶层的节点没有父节点
- 「叶节点 Leaf Node」没有子节点的节点其两个指针均指向 $\text{None}$
- 节点的「层 Level」从顶至底递增根节点所在层为 1
- 节点的「度 Degree」节点的子节点的数量。在二叉树中度的范围是 0, 1, 2
- 「边 Edge」连接两个节点的线段即节点指针
- 二叉树的「高度」:从根节点到最远叶节点所经过的边的数量
- 节点的「深度 Depth」 :从根节点到该节点所经过的边的数量
- 节点的「高度 Height」从最远叶节点到该节点所经过的边的数量
![二叉树的常用术语](binary_tree.assets/binary_tree_terminology.png)
@@ -524,8 +524,8 @@
当二叉树的每层节点都被填满时,达到「完美二叉树」;而当所有节点都偏向一侧时,二叉树退化为「链表」。
- 完美二叉树是理想情况,可以充分发挥二叉树“分治”的优势
- 链表则是另一个极端,各项操作都变为线性操作,时间复杂度退化至 $O(n)$
- 完美二叉树是理想情况,可以充分发挥二叉树“分治”的优势
- 链表则是另一个极端,各项操作都变为线性操作,时间复杂度退化至 $O(n)$
![二叉树的最佳与最差结构](binary_tree.assets/binary_tree_best_worst_cases.png)