在二叉树上进行广度优先搜索的空间复杂度是多少?

时间:2015-03-29 21:05:04

标签: algorithm tree time-complexity breadth-first-search space-complexity

这是我的Java解决方案,用于逐级扫描二维树,并进行广度优先搜索(它可以工作!!)

public void printByLevel() {
    System.out.print("Elements By Level:");
    if(overallRoot!= null) {
        Queue<IntTreeNode> bfs = new LinkedList<IntTreeNode>();
        bfs.add(overallRoot);
        while(!bfs.isEmpty()) {
            IntTreeNode root = bfs.remove();
            System.out.print(" " + root.data);
            if(root.left!=null) 
                bfs.add(root.left);
            if(root.right!=null)
                bfs.add(root.right);
        }
    }
    System.out.println();
}

我知道使用广度优先搜索算法,我将访问树中的所有节点,因此算法的时间复杂度将为 O(n)

我在分析我的解决方案的空间复杂性方面遇到了麻烦。我从 Space Complexity了解到,在分析空间复杂性时,您必须考虑从堆和堆栈分配的空间

这里,我没有进行任何递归调用,因此空间复杂度只是我为广度优先搜索队列分配的空间。我从这里读到 BFS Complexity ,广度优先搜索的空间复杂度为O(V),其中V是顶点数。

相同的空间复杂度是否适用于我的树变体?我还没有生成一个测试用例,其中BFS队列将保存树中的所有节点。即使二进制树退化为链接列表,如下图所示,我从 BST获得,其中树上的正常操作需要O(n)时间和O(n)空间,BFS队列将保持在最多1个元素。

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      2
       \
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            5
             \
              ...`

任何人都可以给我一个测试用例,其中BFS队列将保存树中的所有节点,证明空间复杂度是 O(n)

1 个答案:

答案 0 :(得分:3)

考虑&#34;完整&#34;或者&#34;完美&#34;二叉树:

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在最后一次迭代中,队列将占据树中大约一半的节点,因此复杂度为O(n/2),与O(n)相同。