计算机之树的四个维度概括为:
计算技术的奠基性思维、通用计算环境的演化思维、社会自然与计算的融合思维、交替促进与共同进化的问题求解思维。
树就是电脑上的一种数据存储结构,操作系统中的树是指计算机的文件组织结构。树是一种简单的非线性结构,所有元素之间具有明显的层次特性。在树结构中,每一个结点只有一个前件,称为父结点,没有前件的结点只有一个,称为树的根结点,简称树的根。每一个结点可以有多个后件,称为该结点的子结点。没有后件的结点称为叶子结点。
在树结构中,一个结点所拥
学什么?
计算机学科不是学修电脑,不是学软件和硬件的应用,而是学如何设计与人们息息相关的电子产品,如何设计机械产品中的自动控制系统,如何通过计算改变生活。
学习计算思维!计算思维现在被称为和理论思维(以数学为代表的强调定义、性质、公理、定理及其证明),实验思维(以化学为代表的强调通过观察实验发现现象,对现象进行归纳总结从而进行研究)并存的三大思维之一。计算机学科的人才应具有复合性思维,将计算机学科与其他学科进行融合形成复合思维。
计算之树:
树根:奠基性思维(理解程序是如何被计算机执行的):0和1的思维,程序的思维,递归的思维
树干:计算环境的演化
树枝的两种颜色:每一个数枝的研究过程中都涉及到两个方面的内容:算法,系统(算法的思维侧重于数学建模,系统的思维侧重于非数学建模)
树枝:分支学科,计算机和社会自然相互融合所产生的新学科,广义上把其称之为计算科学
从树叶到树干(抽象):自然想象的计算的表达与推演
从树干到树叶(自动化):用社会/自然所接受的形式体现计算及结果
抽象与自动化的机制:语言和编译器解决了人和计算机交互的问题;协议和编解码器解决了机器(计算机)和机器(计算机)之间交流沟通的机制;模型和系统,模型从业务模型到计算模型,系统是执行模型的。
从树干到树叶的三个半圆:数据化思维,网络化思维。社会、自然和计算的融合一方面强化了数据化思维,另一方面强化了网络化思维。
早期的计算机演变为计算机科学,计算机科学进一步发展,和社会自然相互融合形成了计算科学。
参考资料:
《大学计算机(第2版)—计算与信息素养》,战德臣,聂兰顺等著,高等教育出版社,第2版,2014.
一、树结构概述
1.树是一种数据结构,并且是一种非线性结构,该结构中的一个数据元素可以有两个或者两个以上的直接后继元素,树可以用来描述客观中广泛存在的层次结构和关系。
二、树和二叉树的定义
1.树的定义,树是n(n>=0)个结点的有限集合,当n为0时的树被称为空树。在任意非空(n>0)的树中,有并且只有一个称为跟结点,其余结点可分为互不相交的有限子集,这每个子结点又被称为一棵树,都是具有根结点的子树。
树的定义一般都是递归的,类似于我们生活中的树形结构,它同时表示了树本身固有的机构特性。
树形层级结构
2.树的基本概念
a:双亲、孩子和兄弟,结点的子树的根称为该结点的孩子,相应的,该结点称为其子结点的双亲,具有相同双亲的结点互为兄弟,如上图所示,平级和子级。
b:结点的度。一个结点的子树个数为该结点的度,顾名思义就是每个父节点的子结点的个数为此结点的度。
c:叶子结点。叶子结点也被称为终端结点,指度为0的结点。
d:内部结点。即度不为0的结点,也称为分支结点或者非终端结点。除根结点意外,分支结点也称为内存结点。
e:结点的层次,根一般都称为第一层,根的孩子为第二层,依次律推。
f:树的高度。即一颗树的最大层次记为树的高度。
g:有序或无序树,若树中的结点的各个子结点的各子树从左到右具有次序,即不能交换,则称该树为有序树,否则为无序树。
树层次
三、二叉树
1.二叉树的定义。二叉树是(n>=0)个结点的有限集合,它或者是空树,或者时由一个根结点及两颗不相交的且分别称为左、右子树的二叉树所组成。因此二叉树具有同样的递归性质。
2.二叉树的性质和存储结构
(1)二叉树第n层(n>=1)上最多有2的n-1次方个结点。
(2)高度为k的二叉树最多有2的k次方减1个结点。
(3)对于任何一颗二叉树,若其终端结点树为n0,度为2则n0=n2+1.
(4)具有n个结点的完全二叉树的深度为[㏒2N]+1。
二叉树类型
3.二叉树的存储结构
(1)顺序存储树是用一组地址连续的存储单元存储二叉树中的结点,必须把结点排成一个适当的线性序列,并且结点在这个序列中的相互位置能反映出结点之间的逻辑关系。总之完全二叉树采用顺序存储结构既简单有节省空间,对于一般的二叉树,则不采用顺序存储结构。
顺序存储图
(2)链式存储结构。由于二叉树的结点包含有数据元素,左子树的根、右子树的根及双亲信息,因此可以用三叉链表(即一个结点含有3个指针或两个指针)来存储二叉树,链表的头指向二叉树的根结点。
链式存储图
四、二叉树的遍历
1.二叉树的遍历是按照某种策略访问树中的每个结点,且仅访问一次的过程,二叉树一般有先序、中序、后序三种遍历方式
遍历图
2.线索二叉树。二叉树的遍历实质是对一个非线性结构进行线性化过程,它使得每个结点(除第一个和最后一个)在这个线性序列中有且仅有一个会直接前驱和直接后继,但在二叉树链表中的存储结构中,只能找到一个结点的左、右孩子,不能直接得到结点在任意遍历序列中的前驱和后继。此过程一般为线索二叉树
3.最优二叉树。最优二叉树又被称为哈夫曼树,它是一类带全路径长度最短的树。
结尾:到此树就介绍到这里,后序我会出专栏哦,有想了解的可以点关注。
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