树的叶子结点与完全二叉树结点计算方法[通俗易懂]

2022-08-23 14:32:28 浏览数 (1)

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

一:完全二叉树中结点问题

分析:

设叶子节点个数为n0,度为1的节点个数为n1,度为2的节点个数为n2

侧有

n0 n1 n2=n (1)

对于二叉树有:

n0=n2 1 (2)

由(1)(2) ==>

n0=(n 1-n1)/2 (3)

由完全二叉树的性质可知:n1=0 或 1

总结:

(a):当n1=0时(即度为1的节点为0个时,此时n为奇数)或者n为奇数时

n0= (n 1)/2;

(b):当n1=1时(即度为1的节点为1个时,此时n为偶数)或者n为偶数

n0= n/2;

综合(a)(b)可得:

(结论):一个具有n个节点的完全二叉树,其叶子节点的个数n0为: n/2 向上取整,或者(n 1)/2 向下取整

首先定义二叉树的度为子节点的个数,因此根据这个概念,节点情况只有0,1,2三种情况,分别用n0,n1,n2表示。 一个棵树的节点总数=n0 n1 n2 如图:

当节点数N为奇数时,说明该树结构中没有度为1的节点。 当节点数为偶数时,说明有一个度为1的节点,如上图情况。 对于一个非空二叉树,有以下等式成立 n0=n2 1

举例说明: 设一棵完全二叉树共有699个节点,则在该二叉树中的叶节点数是什么? n=n0 n1 n2 n0=n2 1 n=699,奇数,说明n1为0; n=n0 n0-1 n0=350,所以叶节点数为350。

下面看另一个题目:

一颗完全二叉树第六层有8个叶结点(根为第一层),则结点个数最多有()个。

二叉树第k层最多有 2^(k-1) 个节点 第六层最多有32个节点 第五层最多有16个节点 第四层最多有8个节点 第三层最多有4个节点 第二层最多有2个节点 第一层最多有1个节点

完全二叉树的叶节点只可能出现在后两层

如果完全二叉树有6层,则前5层是满二叉树,总节点数目为16 8 4 2 1 8=39

如果完全二叉树有7层,则前6层是满二叉树, 前六层总节点数目为32 16 8 4 2 1=63 第六层有8个叶子节点,则有32-8=24个非叶子节点 第七层最多有24*2个叶子节点 总节点数目为63 24*2=111

二:树的叶子结点计算方法

在学习树的时候经常会遇到计算树中叶子结点的个数的题,比如现在有这样一道题

已知在一棵度为4的树T中,若有20个度为4的结点,10个度为3的结点,1个度为2的结点,10个度为1的结点,则树T的叶子结点的个数为? 解决这道题的思路是列出一个关于各个度的结点的等式,从而根据已知条件算出度为0的结点的个数,下面具体说一下解题方法:

设树T中的结点个数为n,度为0的结点的个数为n0,度为1的结点的个数为n1,度为2的结点的个数为n2,度为3的结点的个数为n3,度为4的结点的个数为n4,则有:

n = n0 n1 n2 n3 n4

设树T中的总边数为e,因为除了根节点的入度为0,其余各节点的入度都为1,则有:

e = n – 1 = n0 n1 n2 n3 n4 – 1

又因为,n0的出度为0,n1的出度为1,n2的出度为2,n3的出度为3,n4的出度为4,所以:

e = n0 * 0 n1 * 1 n2 * 2 n3 * 3 n4 * 4

综上所述:

e = n0 * 0 n1 * 1 n2 * 2 n3 * 3 n4 * 4 = n0 n1 n2 n3 n4 – 1

n0 = n2 n3 * 2 n4 * 3 1

根据题意,n2 = 1, n3 = 10 ,n4 = 20 ,代入得:

n0 = 82

因此该树T有82个叶子结点

看完了上面的解题过程,思路应该很清晰明了吧,没懂?没关系,我们再来看一道题

一棵度为3的树中,有3度的结点100个,有2度的结点200个,有叶子结点多少个? 还是和上面一样的解题过程,我稍微简略一点写,思路都是一样的

n = n0 n1 n2 n3

e = n – 1 = n0 n1 n2 n3 – 1

e = n0 * 0 n1 * 1 n2 * 2 n3 * 3

n0 n1 n2 n3 – 1 = n0 * 0 n1 * 1 n2 * 2 n3 * 3

n0 = n2 n3 * 2 1

则叶子结点的个数为401个

发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/138421.html原文链接:https://javaforall.cn

0 人点赞