93.平衡二叉树

给定一个二叉树,确定它是高度平衡的。对于这个问题,一棵高度平衡的二叉树的定义是:一棵二叉树中每个节点的两个子树的深度相差不会超过1。 

样例

给出二叉树 A={3,9,20,#,#,15,7}, B={3,#,20,15,7}

A)  3            B)    3 
   / \                  \
  9  20                 20
    /  \                / \
   15   7              15  7

二叉树A是高度平衡的二叉树,但是B不是。

标签:递归 分治法

思路:

参考97题求二叉树的深度,先求出根结点的左右子树的深度,然后判断它们的深度相差不超过1,如果否,则不是一棵二叉树;如果是,再用同样的方法分别判断左子树和右子树是否为平衡二叉树,如果都是,则这就是一棵平衡二叉树。

注意:在遍历结点的同时记录下该结点及其子树是否是平衡的,避免重复访问。

代码:

/**
 * Definition of TreeNode:
 * class TreeNode {
 * public:
 *     int val;
 *     TreeNode *left, *right;
 *     TreeNode(int val) {
 *         this->val = val;
 *         this->left = this->right = NULL;
 *     }
 * }
 */

class Solution {
public:
    bool isbalanced;
    bool isBalanced(TreeNode *root){
        isbalanced=true;
        getHeight(root);
        return isbalanced;
    }
    int getHeight(TreeNode *node){
        int lheight=0,rheight=0,height;
        if(node!=NULL){
            height=1;
            lheight+=getHeight(node->left);
            rheight+=getHeight(node->right);
            if(lheight>=rheight){
                height+=lheight;
                if(lheight-rheight>1){
                    isbalanced=false;
                }
            }
            else {
                height+=rheight;
                if(rheight-lheight>1){
                    isbalanced=false;
                }
            }
        }
        else {
            height=0;
        }
        return height;
    }
};





平衡二叉树(如AVL树、红黑树等)是一类特殊的二叉搜索树,它们的关键特性包括: 1. **高度平衡**:在平衡二叉树中,任何一个节点的两个子树的高度差最多为1。这种平衡使得查找、插入和删除操作的时间复杂度保持在O(log n)左右,其中n是树中节点的数量。 2. **旋转操作**:为了维持平衡,当插入或删除一个节点可能导致不平衡时,平衡二叉树通过旋转操作(左旋或右旋)来调整结构。比如,在AVL树中,如果某个节点的左子树比右子树高两层,就需要进行一次右旋操作。 3. **递归定义**:平衡二叉树通常采用递归的方式来描述其结构。例如,AVL树的定义是所有节点满足两个条件:左子树的高度减去1小于等于右子树的高度,以及右子树的高度减去1也小于等于左子树的高度。 4. **自平衡**:这意味着在任何时刻,无论从哪个节点开始向下遍历,左子树和右子树的高度之差都是有限的。这保证了即使大量插入或删除操作后,仍然能保持较好的性能。 5. **查找、插入和删除的稳定性**:虽然平衡二叉树的操作需要维护平衡,但这些操作的平均时间复杂度是恒定的,因此在大规模数据下仍能提供高效的服务。 6. **插入和删除后的更新**:当对一棵平衡二叉树进行修改后,通常会触发一系列的旋转操作来重新调整树的结构,并使其恢复到平衡状态。 相关问题: 1. 平衡二叉树如何处理插入和删除节点后可能的不平衡情况? 2. 描述一下AVL树和红黑树的主要区别是什么? 3. 平衡二叉树与普通的二叉搜索树相比,有何优势?
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