欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是: 首页

完全二叉树

科普小知识 2023-11-13 15:49:39
...

完全二叉树的定义、性质以及算法见正文。这里补充一点:完全二叉树是效率很高的数据结构,堆是一种完全二叉树或者近似完全二叉树,所以效率极高,像十分常用的排序算法、Dijkstra算法、Prim算法等都要用堆才能优化,几乎每次都要考到的二叉排序树的效率也要借助平衡性来提高,而平衡性基于完全二叉树。

中文名:完全二叉树

外文名:CompleteBinaryTree

日语:完全二進法の木

德语:Komplett-baum

1、判断完全二叉树

完全二叉树:叶节点只能出现在最下层和次下层,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树

2、完全二叉树定义

完全二叉树(CompleteBinaryTree)

若设二叉树的深度为h,除第h层外,其它各层(1~h-1)的结点数都达到最大个数,第h层所有的结点都连续集中在最左边,这就是完全二叉树。

完全二叉树是由满二叉树而引出来的。对于深度为K的,有n个结点的二叉树,当且仅当其每一个结点都与深度为K的满二叉树中编号从1至n的结点一一对应时称之为完全二叉树。

一棵二叉树至多只有最下面的一层上的结点的度数可以小于2,并且最下层上的结点都集中在该层最左边的若干位置上,则此二叉树成为完全二叉树。

完全二叉树与非完全二叉树

3、完全二叉树特点

叶子结点只可能在最大的两层上出现,对任意结点,若其右分支下的子孙最大层次为L,则其左分支下的子孙的最大层次必为L或L+1;

出于简便起见,完全二叉树通常采用数组而不是链表存储,其存储结构如下:

vartree:arrayoflongint;{n:integer;n>=1}

对于tree,有如下特点:

(1)若i为奇数且i>1,那么tree的左兄弟为tree;

(2)若i为偶数且i<n,那么tree的右兄弟为tree;

(3)若i>1,tree的父亲节点为tree;

(4)若2*i<=n,那么tree的左孩子为tree;若2*i+1<=n,那么tree的右孩子为tree;

(5)若i>ndiv2,那么tree为叶子结点(对应于(3));

(6)若i<(n-1)div2.那么tree必有两个孩子(对应于(4))。

(7)满二叉树一定是完全二叉树,完全二叉树不一定是满二叉树。

完全二叉树第i层至多有2^(i-1)个节点,共i层的完全二叉树最多有2^i-1个节点。

完全二叉树的特点是:

1)只允许最后一层有空缺结点且空缺在右边,即叶子结点只能在层次最大的两层上出现;

2)对任一结点,如果其右子树的深度为j,则其左子树的深度必为j或j+1。即度为1的点只有1个或0个

4、算法

如果一棵具有n个结点的深度为k的二叉树,它的每一个结点都与深度为k的满二叉树中编号为1~n的结点一一对应,这棵二叉树称为完全二叉树。

可以根据公式进行推导,假设n0是度为0的结点总数(即叶子结点数),n1是度为1的结点总数,n2是度为2的结点总数,则①n=n0+n1+n2(其中n为完全二叉树的结点总数);又因为一个度为2的结点会有2个子结点,一个度为1的结点会有1个子结点,除根结点外其他结点都有父结点,所以②n=1+n1+2*n2;由①、②两式把n2消去得:n=2*n0+n1-1,由于完全二叉树中度为1的结点数只有两种可能0或1,由此得到n0=n/2或n0=(n+1)/2。

简便来算,就是n0=n/2,其中n为奇数时(n1=0)向上取整;n为偶数时(n1=1)。可根据完全二叉树的结点总数计算出叶子结点数。

上一篇: 石花大曲

下一篇: 满江