小 T 有一棵有根树,它共有 k k 个叶子结点,同时他还告诉了你,其叶子结点的深度分别为 a 1 … a k a 1 …a k 。请你帮他计算,这棵树最少包含多少个结点 C语言代码实现
时间: 2024-11-17 18:30:44 浏览: 18
小T的问题可以转化为寻找一颗有k个叶子节点,且每个叶子节点深度分别为a1、a2...ak的最小高度二叉树。这通常需要我们利用哈夫曼编码或者最小生成树的概念。
在哈夫曼编码中,对于给定的叶子节点深度序列,我们可以构造一棵带权路径长度最短的二叉树,也就是一棵最小高度的完全二叉树。每个非叶节点代表一个合并操作,它的深度等于两个子节点深度之和。
C语言实现的基本思路如下:
1. 定义一个结构体Node表示节点,包含值和左右子节点。
2. 创建一个数组存储叶子节点及其深度。
3. 对叶子节点排序,根据深度从小到大排列。
4. 使用优先队列(如大顶堆)维护当前构建过程中的所有非叶子节点,初始时只有一个根节点,权重为0。
5. 遍历排序后的叶子节点,每次从堆中取出两个深度最小的节点,创建一个新的节点作为它们的孩子,新节点的深度为两者的和,然后将新节点插入堆中。
6. 当堆只剩下一个元素时,堆顶节点即为树的根节点,返回它的深度作为最小节点数。
以下是简单的伪代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Node {
int depth;
struct Node* left;
struct Node* right;
} Node;
// 插入节点到堆
void insert(Node* root, Node* node) {
// ... (实现代码)
}
// 构建哈夫曼树
int buildHuffmanTree(int* leaves, int k) {
Node* heap[k]; // 初始化堆
// ... (其余的节点构建和插入代码)
return root->depth; // 返回最小节点数
}
int main() {
int leaves[] = {a1, a2, ..., ak};
int k = sizeof(leaves) / sizeof(leaves[0]);
int minNodes = buildHuffmanTree(leaves, k);
printf("最小节点数: %d\n", minNodes);
return 0;
}
```
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