42.(14 分)假设二叉树采用二叉链表存储结构,设计一个算法求其指定的某一层 k(k > 1)的叶子结点个数,要求: 1)给出算法的基本设计思想。 2)写出二叉树采用的存储结构代码。 3)根据设计思想,采用 C 或 C++语言描述算法,关键之处给出注释。
时间: 2024-09-15 08:04:15 浏览: 89
首先,对于求解给定层次的叶节点个数,我们可以利用队列(Queue)的数据结构,因为队列可以按照先进先出(FIFO)的方式访问每一层的节点。基本的设计思路如下:
1. **设计思想**:
- 初始化一个队列,将根节点入队(如果k大于1,则跳过第0层,因为我们从第1层开始计数)。
- 当队列非空时,循环进行以下操作:
- 出队当前层的第一个节点,并检查它是否是叶节点(即是否有左右子节点都为空)。
- 如果是叶节点,累加计数器。
- 将当前节点的未访问子节点入队,以便继续处理下一层。
- 循环结束后,返回累计的叶节点个数。
2. **存储结构代码**(假设每个节点包含整数值和指向左右孩子的指针):
```c++
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};
```
3. **算法描述(C++实现)**:
```cpp
int countLeaves(TreeNode* root, int k) {
if (!root || (k == 1 && !root->left && !root->right)) return root ? 1 : 0; // 根据情况直接返回叶节点个数
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
int level = 0, leafCount = 0;
while (!q.empty()) {
int size = q.size();
for (int i = 0; i < size; ++i) {
TreeNode* node = q.front(); q.pop();
// 检查当前节点是否是叶节点
if (!node->left && !node->right) leafCount++;
// 将下一层的节点添加到队列
if (level < k - 1) { // 只有在目标层数减去已遍历层数大于0的情况下才添加
if (node->left) q.push(node->left);
if (node->right) q.push(node->right);
}
}
level++;
}
return leafCount;
}
```
关键注释部分解释了如何处理节点、判断是否是叶节点以及在适当的时候更新叶节点计数和遍历层数。
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