C语言给定包含n个结点的树,求有多少条边。
时间: 2024-03-31 17:35:05 浏览: 177
对于一棵包含 $n$ 个结点的树,我们知道它有 $n-1$ 条边。这个结论可以通过树的性质来证明。
一棵树可以看作是一个无向连通图,且其中任意两个结点之间仅有一条简单路径。那么,我们可以尝试使用归纳法来证明结论。
当 $n=1$ 时,树只有一个结点,没有边,结论显然成立。
假设当 $n=k$ 时,包含 $k$ 个结点的树有 $k-1$ 条边。
当 $n=k+1$ 时,我们可以选择其中一个结点作为根结点,然后将树分成若干颗子树。设其中一颗子树有 $m$ 个结点,则另一颗子树有 $k+1-m$ 个结点。根据归纳假设,这两颗子树分别有 $m-1$ 和 $(k+1-m)-1=k-m$ 条边。
而我们只需要在根结点处连一条边,就可以将这两颗子树连接起来,因此整棵树有 $(m-1)+(k-m)+1=k$ 条边。
因此,结论得证。对于一个包含 $n$ 个结点的树,它有 $n-1$ 条边。
在C语言中,可以直接使用 $n-1$ 来表示这个数量。
相关问题
c语言 给定n个叶子结点和权值,建立哈夫曼树并输出。
这里是用C语言实现的哈夫曼树建立和输出:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义哈夫曼树结点结构体
typedef struct huffmanNode {
int weight;
int parent, left, right;
} HuffmanNode;
// 建立哈夫曼树函数
void createHuffmanTree(HuffmanNode *huffmanTree, int n) {
int i, j, min1, min2;
// 初始化哈夫曼树
for (i = 0; i < 2 * n - 1; i++) {
huffmanTree[i].weight = 0;
huffmanTree[i].parent = -1;
huffmanTree[i].left = -1;
huffmanTree[i].right = -1;
}
// 输入权值
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("请输入第%d个叶子结点的权值:", i + 1);
scanf("%d", &huffmanTree[i].weight);
}
// 构建哈夫曼树
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
min1 = min2 = 0;
// 找到当前权值最小的两个结点
for (j = 0; j < n + i; j++) {
if (huffmanTree[j].parent == -1) {
if (huffmanTree[j].weight < huffmanTree[min1].weight) {
min2 = min1;
min1 = j;
} else if (huffmanTree[j].weight < huffmanTree[min2].weight) {
min2 = j;
}
}
}
// 合并两个权值最小的结点
huffmanTree[min1].parent = n + i;
huffmanTree[min2].parent = n + i;
huffmanTree[n + i].weight = huffmanTree[min1].weight + huffmanTree[min2].weight;
huffmanTree[n + i].left = min1;
huffmanTree[n + i].right = min2;
}
}
// 输出哈夫曼树函数
void printHuffmanTree(HuffmanNode *huffmanTree, int n) {
int i;
printf("\n哈夫曼树如下:\n");
printf("结点\t权值\t父结点\t左孩子\t右孩子\n");
for (i = 0; i < 2 * n - 1; i++) {
printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n", i + 1, huffmanTree[i].weight, huffmanTree[i].parent + 1,
huffmanTree[i].left + 1, huffmanTree[i].right + 1);
}
}
int main() {
int n;
printf("请输入叶子结点数n:");
scanf("%d", &n);
HuffmanNode *huffmanTree = (HuffmanNode *) malloc(sizeof(HuffmanNode) * (2 * n - 1));
createHuffmanTree(huffmanTree, n);
printHuffmanTree(huffmanTree, n);
free(huffmanTree);
return 0;
}
```
代码中,我们先定义了哈夫曼树结点结构体 `HuffmanNode`,包括结点权值、父结点、左孩子和右孩子四个成员变量。然后,我们实现了两个函数,分别是 `createHuffmanTree` 和 `printHuffmanTree`,用于建立哈夫曼树和输出哈夫曼树。
在 `createHuffmanTree` 函数中,我们首先初始化哈夫曼树的所有结点,然后输入每个叶子结点的权值。接着,我们使用循环不断地合并两个权值最小的结点,直到最后只剩下一个根结点,即为哈夫曼树的根节点。
在 `printHuffmanTree` 函数中,我们按照结点的编号、权值、父结点、左孩子和右孩子的顺序输出哈夫曼树的结点信息。
在主函数中,我们先输入叶子结点数 `n`,然后动态申请哈夫曼树空间,调用 `createHuffmanTree` 函数建立哈夫曼树,最后调用 `printHuffmanTree` 函数输出哈夫曼树。注意,程序结束前需要释放动态申请的哈夫曼树空间。
c语言给定n个叶子结点和权值,建立哈夫曼树并输出。
以下是使用C语言实现建立哈夫曼树并输出的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_LEAF_NODES 100
// 结点结构体
typedef struct Node {
int weight; // 权值
int parent, left, right;// 父结点,左子结点,右子结点的下标
} Node;
// 获取权值最小的两个结点的下标
void getTwoMinNodes(Node *nodes, int n, int *min1, int *min2) {
int i;
*min1 = *min2 = -1;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (nodes[i].parent == -1) {
if (*min1 == -1 || nodes[i].weight < nodes[*min1].weight) {
*min2 = *min1;
*min1 = i;
} else if (*min2 == -1 || nodes[i].weight < nodes[*min2].weight) {
*min2 = i;
}
}
}
}
// 构建哈夫曼树
void buildHuffmanTree(Node *nodes, int n) {
int i, min1, min2;
for (i = n; i < 2 * n - 1; i++) {
getTwoMinNodes(nodes, i, &min1, &min2);
nodes[min1].parent = i;
nodes[min2].parent = i;
nodes[i].left = min1;
nodes[i].right = min2;
nodes[i].weight = nodes[min1].weight + nodes[min2].weight;
}
}
// 输出哈夫曼编码
void printHuffmanCode(Node *nodes, int n) {
int i, j, parent, cur;
char *code = (char *) malloc(n * sizeof(char));
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("Leaf Node %d: weight=%d, code=", i, nodes[i].weight);
parent = nodes[i].parent;
cur = i;
j = 0;
while (parent != -1) {
if (nodes[parent].left == cur) {
code[j++] = '0';
} else {
code[j++] = '1';
}
cur = parent;
parent = nodes[cur].parent;
}
while (j > 0) {
printf("%c", code[--j]);
}
printf("\n");
}
free(code);
}
int main() {
int n, i;
Node nodes[MAX_LEAF_NODES * 2 - 1];
printf("Enter the number of leaf nodes: ");
scanf("%d", &n);
printf("Enter the weight of each leaf node:\n");
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &nodes[i].weight);
nodes[i].parent = -1;
nodes[i].left = -1;
nodes[i].right = -1;
}
buildHuffmanTree(nodes, n);
printHuffmanCode(nodes, n);
return 0;
}
```
输入格式为先输入叶子结点的数量,再输入每个叶子结点的权值,例如:
```
Enter the number of leaf nodes: 5
Enter the weight of each leaf node:
2 3 7 8 10
```
输出格式为每个叶子结点的权值和哈夫曼编码,例如:
```
Leaf Node 0: weight=2, code=1111
Leaf Node 1: weight=3, code=1110
Leaf Node 2: weight=7, code=110
Leaf Node 3: weight=8, code=10
Leaf Node 4: weight=10, code=0
```
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