天平&二叉树--uva12166 Equilibrium Mobile

本文介绍了一种通过修改秤砣质量使天平达到平衡的方法。关键思路在于利用二叉树结构,确保至少有一个叶子节点不被修改,并计算天平整体质量。通过遍历字符串并使用映射统计最大重复次数,得出最少需要修改的秤砣数量。

用字符串形式给定一个天平,求出最少修改几个秤砣的质量,能使天平平衡。

别人非常非常非常神奇的题解!

1.秤砣都位于二叉树的叶子结点,即修改叶子结点使得天平平衡

2.至少有一个叶子结点不修改。

那么对于某个叶子结点,如果它不修改,其他所有结点参考它来平衡,它质量为w,深度为d,那么平衡后整个天平质量为w << d

3.对每个叶子结点为参考点的情况计算天平质量sumw,那可能有一些叶子结点计算出的sumw相同,那么就是当天平平衡后的质量要是为sumw,那么这些点都不用改。

用map计数求max,sum - max即所求。


#include <iostream>

#include <string>

#include <algorithm>

#include <map>


using namespace std;

string s;

map<long long,int>mp;


int solve()

{

    int dep = 0,cnt = 0;

    for (int i = 0; i < s.size(); i ++) {

        if (s[i] == '[')  dep ++;

        if (s[i] == ']')  dep --;

        if (isdigit(s[i])) {

            int num = s[i] - '0',base = 10;

            while (isdigit(s[i + 1])) {

                i ++;

                num = num * base + s[i] - '0';

            }

            mp[(long long)num << dep] ++;

            cnt ++;

        }

    }

    return cnt;

}

int main()

{

    int T;

    cin >> T;

    while (T --) {

        cin >> s;mp.clear();

        int sum = solve();

        int m = 0;

        for(auto a:mp) m = max(m,a.second);

        cout << sum - m << endl;

    }

    return 0;

}

递归不大会,就偷懒直接用[]计算叶子深度了,想抱住自己亲一口~
&lt;think&gt; 根据用户需求,用户需要查找关于树和二叉树实训作业的相关资料。结合提供的引用内容,引用[1]和引用[2]都是关于二叉树的实训作业,具体包括二叉树的创建、遍历、求高度以及计算满结点个等操作。因此,我们可以围绕这些内容进行整理。 首先,引用[1]中提到了使用括号表示法创建二叉树,并输出二叉树以及求二叉树的高度。引用[2]则是一个计算二叉树中满结点(即有两个孩子)个的例子。 下面将分别介绍这些内容: 1. 括号表示法创建二叉树- 括号表示法是一种用字符串表示二叉树的方法。例如,字符串&quot;A(B(D(,G)),C(E,F))&quot;表示: A / \ B C / / \ D E F \ G - 算法思想:使用栈来跟踪当前节点,遇到左括号时,下一个字符是当前节点的左孩子;遇到逗号时,下一个字符是当前节点的右孩子;遇到右括号则回溯到父节点。 2. 以嵌套括号表示法输出二叉树- 采用递归方法,先输出根节点,然后递归输出左子树(用括号括起来),如果有右子树,则输出逗号后再递归输出右子树(同样用括号括起来)。 3. 求二叉树的高度: - 二叉树的高度是左右子树高度的最大值加1。递归求解即可。 4. 计算满结点个- 满结点是指既有左孩子又有右孩子的结点。遍历二叉树(前序、中序或后序),当遇到一个结点同时有左右孩子时,计加1。 根据引用[2]中的代码,计算满结点个的函`countFullNode`通过递归遍历二叉树,每当遇到一个结点同时有左右孩子时,全局变量`count`增加1。 下面给出具体的代码实现参考(基于引用[1]和[2]): ### 1. 括号表示法创建二叉树(C++实现) ```cpp #include &lt;stack&gt; #include &lt;cstring&gt; // 二叉树结点定义 typedef struct BTNode { char data; struct BTNode *lchild, *rchild; } BTNode; void CreateTree(BTNode* &amp;root, char str[]) { std::stack&lt;BTNode*&gt; stk; // 栈用于保存父结点 BTNode *p = NULL; int k = 0; // k=1表示左孩子,k=2表示右孩子 int i = 0; char ch = str[i]; root = NULL; // 初始化为空 while (ch != &#39;\0&#39;) { switch(ch) { case &#39;(&#39;: stk.push(p); k = 1; // 接下来处理左孩子 break; case &#39;)&#39;: stk.pop(); // 父结点出栈 break; case &#39;,&#39;: k = 2; // 接下来处理右孩子 break; default: p = new BTNode; p-&gt;data = ch; p-&gt;lchild = p-&gt;rchild = NULL; if (root == NULL) { root = p; } else { BTNode *parent = stk.top(); if (k == 1) { parent-&gt;lchild = p; } else if (k == 2) { parent-&gt;rchild = p; } } } i++; ch = str[i]; } } ``` ### 2. 以嵌套括号表示法输出二叉树 ```cpp void DispTree(BTNode* root) { if (root != NULL) { std::cout &lt;&lt; root-&gt;data; if (root-&gt;lchild != NULL || root-&gt;rchild != NULL) { std::cout &lt;&lt; &#39;(&#39;; DispTree(root-&gt;lchild); if (root-&gt;rchild != NULL) { std::cout &lt;&lt; &#39;,&#39;; DispTree(root-&gt;rchild); } std::cout &lt;&lt; &#39;)&#39;; } } } ``` ### 3. 求二叉树的高度 ```cpp int getHeight(BTNode* root) { if (root == NULL) { return 0; } int leftHeight = getHeight(root-&gt;lchild); int rightHeight = getHeight(root-&gt;rchild); return (leftHeight &gt; rightHeight) ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1; } ``` ### 4. 计算满结点个(引用[2]中的代码) ```cpp int countFullNode(BiTree root) { if (root == NULL) return 0; int count = 0; if (root-&gt;lchild &amp;&amp; root-&gt;rchild) { count = 1; } count += countFullNode(root-&gt;lchild); count += countFullNode(root-&gt;rchild); return count; } ``` 注意:在引用[2]的原代码中使用了全局变量,但这里改为局部变量递归累加,避免全局变量带来的问题。 以上代码均为参考实现,具体使用时需要根据实际环境调整。 相关问题: 1. 如何用括号表示法表示一棵二叉树?请举例说明。 2. 除了括号表示法,还有哪些方法可以表示二叉树? 3. 如何计算二叉树中叶子结点的个? 4. 二叉树的前序、中序、后序遍历的非递归实现是怎样的? &lt;/think&gt;以下是关于树和二叉树实训作业的相关资料总结,结合实训常见考点和引用内容整理: ### 一、二叉树基本操作(括号表示法) #### 1. 创建二叉树 根据括号表示法字符串构建链式二叉树(如`A(B(C,D),E)`): ```cpp void CreateTree(BTNode* &amp;root, char str[]) { stack&lt;BTNode*&gt; stk; // 节点指针栈 int k = 0; // 0:根 1:左子树 2:右子树 BTNode* p = NULL; for (int i = 0; str[i] != &#39;\0&#39;; i++) { char ch = str[i]; if (ch == &#39;(&#39;) { stk.push(p); k = 1; // 下一节点为左孩子 } else if (ch == &#39;,&#39;) { k = 2; // 下一节点为右孩子 } else if (ch == &#39;)&#39;) { stk.pop(); } else { p = new BTNode(); p-&gt;data = ch; p-&gt;lchild = p-&gt;rchild = NULL; if (!root) root = p; // 根节点 else { BTNode* parent = stk.top(); if (k == 1) parent-&gt;lchild = p; else if (k == 2) parent-&gt;rchild = p; } } } } ``` #### 2. 输出二叉树(嵌套括号法) ```cpp void DispTree(BTNode* root) { if (root) { cout &lt;&lt; root-&gt;data; if (root-&gt;lchild || root-&gt;rchild) { cout &lt;&lt; &quot;(&quot;; DispTree(root-&gt;lchild); if (root-&gt;rchild) { cout &lt;&lt; &quot;,&quot;; DispTree(root-&gt;rchild); } cout &lt;&lt; &quot;)&quot;; } } } ``` #### 3. 计算二叉树高度 ```cpp int getHeight(BTNode* root) { if (!root) return 0; int leftH = getHeight(root-&gt;lchild); int rightH = getHeight(root-&gt;rchild); return max(leftH, rightH) + 1; // 树高 = 子树最大高度 + 1 } ``` ### 二、二叉树进阶操作 #### 1. 计算满结点个(双孩子节点) ```cpp int countFullNode(BiTree root) { if (!root) return 0; int cnt = 0; if (root-&gt;lchild &amp;&amp; root-&gt;rchild) // 存在左右孩子 cnt = 1; return cnt + countFullNode(root-&gt;lchild) + countFullNode(root-&gt;rchild); } ``` #### 2. 其他常见实训任务 - **叶子节点计**:`if (!root-&gt;lchild &amp;&amp; !root-&gt;rchild)` - **层次遍历**:使用队列辅助实现 - **镜像翻转**:递归交换左右子树 - **先序/中序/后序遍历**:递归或栈实现 ### 三、核心概念总结 | **概念** | **描述** | **示例** | |------------------|--------------------------------------|------------------------| | 括号表示法 | 用括号表示子树关系 | `A(B(D),C(,E))` | | 满结点 | 同时拥有左右子树的节点 | 上例中A和C是满结点 | | 二叉树高度 | 从根到最深叶子节点的路径长度 | 上例高度为3 | | 链式存储结构 | 通过指针域`lchild/rchild`连接节点 | `struct node`定义[^2] | ### 四、实训要点 1. **递归思想**:树操作中递归是核心实现方式 2. **栈的应用**:非递归遍历、括号解析需用栈 3. **指针操作**:注意节点指针的传递与修改(尤其C++的引用`&amp;`) 4. **边界处理**:空树、单子树等特殊情况需单独处理 &gt; 实训建议:调试时使用简单树结构验证,如`A(B,C)`[^1][^2]。 --- ### 相关问题 1. 如何用非递归方法实现二叉树的中序遍历? 2. 括号表示法`A(B(C,),D)`对应的二叉树结构是怎样的? 3. 如何判断两棵二叉树是否完全相同? 4. 二叉树和树在存储结构上有哪些主要区别?
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