判断一棵树是否为完全二叉树-创新互联
完全二叉树:若一棵二叉树具有具有n个节点,它的每个节点都与高度为k的满二叉树编号为0~n-1结点一一对应,则称这可二叉树为完全二叉树。
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根据完全二叉树的定义和性质,利用一位数组作为完全二叉树的存储,如下图
由图,节点的编号与数组元素的下标是一一对应的,可根据二叉树的性质,可方便找出下标 为i的的双亲结点a[i/2]及左右孩子结点a[i*2],a[i*2+1].这样判断一棵树是否为二叉树,应该对此二叉树从上到下,从左到右依次编号, 然后把编好的号依次存入一位数组中,在与相应深度的满二叉树的编号进行对比,即可判断此二叉树是否为完全二叉树。
但是该方法虽然实现容易,但占用空间太大,并且效率低,所以可通过层次遍历来判断是否为完全二叉树。
方法二:层次遍历(利用队列)
完全二叉树是指最后一层左边是满的,右边可能慢也不能不满,然后其余层都是满的,根据这个特性,利用层遍历。如果我们当前遍历到了NULL结点,如果后续还有非NULL结点,说明是非完全二叉树。
bool _CheckCompleteTree(Node *root) { queueq; if (root == NULL) //空树是完全二叉树 return true; q.push(root); bool flag = false; while (!q.empty()) { Node* front = q.front(); if (front != NULL) { if (flag) return false; q.push(front->_left); q.push(front->_right); } else flag = true; q.pop(); } return true; }
完整代码及测试用例
#include#include using namespace std; template struct BinaryTreeNode { T _data; BinaryTreeNode *_left; BinaryTreeNode *_right; BinaryTreeNode(const T& d) :_data(d) , _left(NULL) , _right(NULL) {} }; template class BinaryTree { typedef BinaryTreeNode Node; public: BinaryTree() :_root(NULL) {} BinaryTree(const T *a, size_t size, const T& invalid) { size_t index = 0; _root = _CreateNode(a, size, index, invalid); } void CheckCompleteTree() { bool ret; ret = _CheckCompleteTree(_root); cout << "Is a complate BinaryTree?:" << ret << endl; } protected: bool _CheckCompleteTree(Node *root) { queue q; if (root == NULL) //空树是完全二叉树 return true; q.push(root); bool flag = false; while (!q.empty()) { Node* front = q.front(); if (front != NULL) { if (flag) return false; q.push(front->_left); q.push(front->_right); } else flag = true; q.pop(); } return true; } Node * _CreateNode(const T* a, size_t size, size_t& index, const T& invalid) { Node* root = NULL; while ((index < size) && (a[index] != invalid)) { root = new Node(a[index]); root->_left = _CreateNode(a, size, ++index, invalid); root->_right = _CreateNode(a, size, ++index, invalid); } return root; } protected: Node* _root; }; int main() { int a[10] = { 1, 2, 3, '#', '#', 4, '#', '#', 5, 6, }; BinaryTree b1(a,10,'#'); b1.CheckCompleteTree(); int a2[9] = { 1, 2, '#', 3,'#', 4, '#', '#', 5 }; BinaryTree b2(a2, 9, '#'); b2.CheckCompleteTree(); system("pause"); return 0; }
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