检查树是否已满且完整的算法

时间:2015-04-29 18:47:36

标签: java algorithm recursion tree

我正在尝试编写一个方法,如果二叉树已满且完整,则返回true(每个节点有2个childern或者没有,并且树的所有叶子都在相同的深度)。

我的想法是使用递归。我会检查任何节点,如果它的左儿子有多少孩子,那就是儿子的儿子的数量。如果是这样 - 我将返回true,否则为false;

algorithem看起来像这样:

"$XXX.XX"

我没有把树实现,但它非常简单。

算法的想法是检查在每个节点中,右儿子的孩子的数量是否等于左儿子的孩子。如果树未完整且完整 - 那么在某个节点中,此规则将不适用。

你认为我的alogrithem是正确的还是我错过了什么?

非常感谢。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

我认为您要求对算法进行更多数学证明。你的算法是正确的。证明可以简单地使用演绎来完成。

Lemma 1: 如果完整且完整的二叉树的节点数等于N,那么它的叶子的深度为log2(N+1)

这个引理本身可以通过演绎来证明:

对于N = 1,这是正确的。

对于N > 1,其左右子树每个都有(N-1)/2个节点,两者都有depth = log2((N-1)/2+1)的叶子,所以现在深度为log2((N-1)/2+1) + 1 = log2(((N-1)/2+1) * 2) = log2(N-1 + 2) = log2(N+1) < / p>

按照你的定义,“完整和完整”意味着“每个节点有2个孩子或没有孩子,树的所有叶子都在同一深度”

因此,如果两个子树都是“完整且完整”的,并且它们具有相同数量的节点(比如它是M),那么通过 Lemma 1 ,所有子树都在两个子树都具有相同的depth = log2(M+1),并且它们在原始树中的深度都将为log2(M+1) + 1

根也有2个孩子,加上两个子树都是“完整和完整”意味着所有笔记都有2个孩子或没有孩子。然后根据定义,原始树也是“完整和完整的”。

再次,正如fge @所提到的,这可以用更简单的方式实现。就像检查最大深度== log2(N-1)

一样