Árvore com algumas adições no Tikz

Question

Atualizar:

O que eu fiz foi o seguinte:

\documentclass{article} 
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{trees}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[level distance=1.5cm,
  level 1/.style={sibling distance=3cm},
  level 2/.style={sibling distance=1.5cm}]
  \node {16}
    child {node {14}
      child {node [red] {4}
            child {node {2}}
            child {node {8}}
        }
      child {node [circle, draw, red] {7}
            child {node {1}}
        }
    }
    child {node {10}
    child {node {9}}
      child {node {3}}
    };
\end{tikzpicture}
\end{document}

que produzem o que segue:

Sou muito novo no tikz e vi que existem muitos pacotes diferentes para desenhar árvores. Não sei se é melhor usar "floresta"

Pergunta original:

Alguém pode me ajudar a reproduzir o conteúdo da imagem anexada no tikz? Muito obrigado.

Answer 1

Em geral, os métodos de árvore básicos do TikZ são os menos flexíveis e possuem a sintaxe menos prática. Para desenhar árvores desse tipo, recomendo o forestpacote. Isso permite que você desenhe esta árvore de forma muito simples:

\documentclass{article}
\usepackage[linguistics]{forest}
\newcommand{\lbl}[2][red]{{\color{#1}^#2}}
\begin{document}
\begin{forest}for tree=math content
[\lbl{1}16 
    [\lbl{2}14,name=14 
        [4,red,name=4 
            [2] 
            [8] 
        ] 
        [7,draw=red,circle 
            [1]
        ]
    ] 
    [\lbl{3}10,name=10 
        [\lbl{6}9 ] 
        [3,name=3]
    ]
]
\node [left of=4] (i) {i};
\draw[->] (i) -- (4);
\node[draw,fit=(i) (4)] {};
\node[draw,dashed,ellipse,rotate=45,fit=(10.north) (3)]{};
\draw[<->,] (4.north west) to[bend left] (14.south west);
\node [above of=i] {exchange};
\end{forest}
\end{document}