写出下面问题的伪代码并做出解释: 已知一棵二叉树的结点数为n。在用指针表示的二叉树中,每个结有两个分别指向左右子结点 (1)求该树中空指针的数目,并给出具体的推导过程; (2)简要给出一种利用这些空指针的方法,并说明其优点。
时间: 2023-02-06 19:30:34 浏览: 80
(1) 伪代码如下:
```
int empty_pointer_count = 0
for each node in the binary tree:
if node.left is None:
empty_pointer_count += 1
if node.right is None:
empty_pointer_count += 1
```
具体解释:
- 首先定义一个变量 empty_pointer_count 用来记录空指针的数量。
- 然后使用一个循环遍历所有的结点。
- 对于每个结点,如果它的左子结点指针为空,就将 empty_pointer_count 的值加 1。如果它的右子结点指针为空,也将 empty_pointer_count 的值加 1。
- 循环结束后,empty_pointer_count 就是二叉树中空指针的数量。
(2) 一种利用这些空指针的方法是将它们用来表示树的结束,这样就可以轻松地遍历整棵树。
例如,在遍历树的时候,如果当前结点的左子结点指针为空,就说明它的左子树已经遍历完毕,可以直接跳到右子结点进行遍历。
这种方法的优点是比较简单,只需要判断指针是否为空即可,而不需要维护其他额外的信息。
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2. **基本情况**:如果当前节点为空,直接返回true,因为空树是完全二叉树的一种特殊情况。
3. **遍历左右子树**:对于非叶子节点,分别检查其左子树和右子树是否也是完全二叉树。如果是,则继续向上递归;否则,说明这棵树不是完全二叉树。
4. **检查最后一个节点**:对于二叉链表的最后一个节点,我们还需要特别处理。如果它是左子树的最后一层,那么它的右子树可能是任意的,只要存在并且满足完全二叉树条件即可。如果没有右子树,或者右子树的最后一层不满,那么它也不是完全二叉树。
5. **递归终止**:当遍历到叶子节点时,且没有未满的最后一层,就返回true,表明整个树是一个完全二叉树。
以下是伪代码示例:
```python
def isCompleteBinaryTree(t):
def helper(node):
if not node:
return True
# 检查左侧子树
left_complete = helper(node.left)
# 如果当前节点是左子树的最底层,检查右侧子树是否有效
if node.left and not node.right:
return left_complete
else:
# 非最底层,检查右侧子树
right_complete = helper(node.right)
# 如果左右都不完整,返回False
return left_complete and (not node.right or helper(node.right.left) and helper(node.right.right))
return helper(t)
```
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3. 当 `curr` 越界不再存在有效的子节点时,跳出循环。此时,`prev` 就指向了最后一个节点,因为我们在遍历时已经保证了它们之间的链接。
以下是 Python 伪代码实现的例子:
```python
def convert_BT_to_LL(BT):
prev = None
curr = BT[0]
for level in range(k): # k 为树的深度
next_level_nodes = [BT[i] for i in range(2 ** (level + 1) - 1, 2 ** level - 1, -1)]
for node in next_level_nodes:
if node.left is not None:
node.left.parent = node
if node.right is not None:
node.right.parent = node
if prev is not None:
node.next = prev
prev.next = node
prev = node
return curr
# 示例:
BT = [1, 2, 4, 7, 8, 9, 11, 14] # 假设这是一棵深度为3的二叉树
result = convert_BT_to_LL(BT)
```
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