FEアルゴリズムとプログラミング · データ構造

2分木

Binary Tree

にぶんぎ

各ノードが最大2つの子ノードを持つ木構造。左の子と右の子に分かれる。2分探索木、ヒープ、式木など多くの応用がある。探索や整列の効率的な実装に使われる。

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他の資格での定義

各ノードが最大2つの子ノードを持つ木構造。2分探索木では、左の子は親より小さく右の子は親より大きい値を格納し、効率的なデータの探索が可能である。

各ノードが最大2つの子ノードを持つ木構造。完全2分木は最下段以外の全階層が埋まった構造。2分探索木は左の子が親より小さく右の子が親より大きい性質を持ち、探索・挿入・削除をO(log n)で実行可能。

Past Exams

過去問で 9 回出題（基本情報技術者試験 4・応用情報技術者試験 4・高度試験午前Ⅰ 1）

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

左の子ノードの値が親より小さく、右の子ノードの値が親より大きいという条件を満たす2分木。探索・挿入・削除の平均計算量がO(log n)で効率的。バランスが崩れるとO(n)に悪化する。

親ノードの値が子ノードの値以上（最大ヒープ）または以下（最小ヒープ）という条件を満たす完全2分木。最大値または最小値の取得がO(1)で可能。優先度付きキューやヒープソートの実装に使用される。

1つのノードが複数のキーと子ノードを持てるバランス木。全ての葉ノードが同じ深さにあり、データベースのインデックスやファイルシステムで使用される。ディスクアクセスを最小化するために設計された。

任意のノードにおいて左右の部分木の高さの差が1以下であることを保証する自己平衡2分探索木。挿入・削除時に回転操作でバランスを保つため、最悪でもO(log n)の探索性能を維持する。

根から下の階層まで隙間なく節が詰まり、最下層だけ左詰めになっている2分木。高さがlog nに抑えられるので処理が効率的で、配列だけで親子関係を表現できる。ヒープはこの形を利用している。

どの葉までの深さもほぼ等しくなるように保たれた木。木が一方に偏ると探索が遅くなるため、挿入・削除のたびに形を整え直す。AVL木やB木が代表例で、探索時間をO(log n)に保てる。