数据结构--树结构大探索：从抽象概念到现实理解

正文

重温数据结构系列——树，将不再是那个懵懂少年，带着如今的编程经验，我们有理由相信能很好地掌握这个知识点。

何为树形结构？

数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素集合在计算机中组织和存储的方式。个人认为，数据结构也可是以自然语言表达出来的词语。这样我们也可以利用数据结构以及树形结构的特点来解决日常的问题。

举个例子：

若想找到一个朋友家的地址，你会如何做？

正常来说，最有效的方法就是先搜索出一片住宅区，再找到区域内可能住着该好友的小区，最后在小区中找到好友家的门牌号。很显然，这个步骤已经很贴近“分层结构”和“集合分组”的核心思想了。

使用“树”进行数据储存时，“根节点”代表整个数据结构的顶端，而每层级的“分支节点”储存的数据和前一层级有关。这样一来，数据就会像倒立的树木一样层层下沉，延伸出新的分支和新的内容。

树形结构的应用

如今，“树”已经成为各种编程语言和数据存储方法的核心组成部分。无论你开发应用程序，还是处理大型数据集合，都需要使用树来实现更高速的处理速度和存储效率。

不仅仅是应用程序开发和数据存储，“树”在日常生活中也随处可见，比如：

• 电脑文件系统：电脑的文件目录就是树形结构的典型应用。每个文件夹都可以包含子文件夹，而子文件夹又可以包含更深层次的子文件夹，以此类推。

• XML：XML 是一种广泛使用的标记语言，用于在计算机之间交换数据。XML 文档也是树形结构，其中包含元素和属性。

• HTML：HTML是用于创建网页的语言。HTML 文档也是树形结构，其中包含元素和属性。

• 路由协议：路由协议使用树形结构来确定数据包在网络中的路径。

• 决策树：决策树是一种机器学习算法，用于根据一组特征对数据进行分类或预测。决策树的结构通常是树形的。

常见的树数据结构类型

在数据结构当中，“树”可以划分为以下几种类型：

• 二叉树：二叉树是一种树，其中每个节点最多有两个子节点，称为左子节点和右子节点。

• 二叉搜索树：二叉搜索树是一种二叉树，其中节点的值是按照某种顺序排列的，通常是升序或降序。

• AVL树：AVL 树是一种高度平衡的二叉搜索树，其最大子树的高度差不会超过 1。

• 红黑树：红黑树是一种高度平衡的二叉搜索树，其每个节点都具有红色或黑色的颜色。红黑树是 Linux 内核中使用的一种树形数据结构。

• B 树：B 树是一种多路搜索树，其中每个节点可以有多个子节点。B 树通常用于数据库和文件系统中。

• Trie 树：Trie 树是一种树，其中每个节点代表一个字母或字符串。Trie 树通常用于字符串匹配和搜索。

结语

数据结构中的树，从抽象概念到现实应用，无处不在。从自然语言表达出来的词语到实际工程应用，再到我们日常生活中习以为常的事务，都有树结构的身影。本次文章，以浅显的语言树结构，带您理解这一重要概念。