编写一算法,判别给定二叉树是否为完全二叉树
时间: 2023-05-31 16:19:55 浏览: 133
数据结构实验十:树及二叉树的应用试验
### 回答1:
要判断一个二叉树是否为完全二叉树,可以按照层次遍历的顺序,从上到下、从左到右进行遍历,遍历到某个节点时,如果该节点有右子树但没有左子树,则不是完全二叉树。如果遍历到某个节点时,该节点不是左右子树都存在或者只有左子树不存在,则该二叉树也不是完全二叉树。只有在上述情况都不存在时,才是完全二叉树。
### 回答2:
二叉树是一种特殊的数据结构,由根节点、左子树和右子树组成。完全二叉树是一种特殊的二叉树,其中除了最后一层外,每个节点都有左右子树,最后一层节点从左到右连续排列。编写一种算法,可以用于检查给定的二叉树是否为完全二叉树。该算法的思路如下:
确定二叉树的深度和节点数。使用递归算法遍历二叉树,计算出二叉树的深度和节点数。由于完全二叉树的节点数是2的深度次方减一,因此如果节点数不等于2的深度次方减一,则该二叉树不是完全二叉树。
检查层序遍历顺序。对于完全二叉树,它的最后一层节点必须从左到右按顺序排列,因此可以使用层序遍历算法遍历整个二叉树,检查最后一层节点的排列是否正确。如果某个节点只有左子树或者没有子树,则它必须是最后一层节点的最后一个。
根据以上算法,我们可以编写一个判别给定二叉树是否为完全二叉树的函数。函数的伪代码如下:
def is_complete_binary_tree(root):
depth = 0
count = 0
queue = []
queue.append(root)
while queue:
node = queue.pop(0)
count += 1
if node.left:
queue.append(node.left)
if node.right:
queue.append(node.right)
if not queue:
depth += 1
if count != 2**depth - 1:
return False
queue.clear()
queue.append(root)
last_level = False
while queue:
node = queue.pop(0)
if last_level and (node.left or node.right):
return False
if node.left:
queue.append(node.left)
if node.right:
queue.append(node.right)
if not node.left or not node.right:
last_level = True
return True
最后,我们可以通过实例化一些二叉树节点,调用上述函数来测试是否是完全二叉树。
### 回答3:
完全二叉树是指除了最后一层节点可能不满之外,其他每层节点都必须达到最大数量的二叉树。判断给定二叉树是否为完全二叉树需要按照如下步骤:
1. 从根节点开始,进行层次遍历,遍历每个节点;
2. 对于每个节点,判断是否有右子节点但无左子节点,如果是,则说明不是完全二叉树;
3. 如果节点没有左右子节点,或仅有左子节点,则后续节点必须全部为叶子节点;
4. 如果以上情况都不符合,则说明该二叉树为完全二叉树。
简单来说,完全二叉树的定义很特殊,需要遍历整棵树进行判断。具体实现可以使用队列完成,每次将节点的左右子节点加入队列,并比较当前节点是否满足完全二叉树的性质,如果不满足则直接返回false,如果遍历完整棵树则说明该二叉树为完全二叉树,返回true。
针对C++语言,可以参考代码如下:
```c++
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};
bool isCompleteTree(TreeNode* root) {
if (!root) return true;
queue<TreeNode*> q{{root}};
bool end = false;
while (!q.empty()) {
int n = q.size();
for (int i = 0; i < n; ++i) {
auto t = q.front(); q.pop();
if (t->left) {
if (end) return false;
q.push(t->left);
} else {
end = true;
}
if (t->right) {
if (end) return false;
q.push(t->right);
} else {
end = true;
}
}
}
return true;
}
```
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