14-D. DS查找—二叉树平衡因子

本文介绍了一种计算二叉树每个结点平衡因子的方法,并通过后序遍历顺序输出这些平衡因子。采用数组存储二叉树结构,利用递归算法实现高度与平衡因子的计算。

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14-动态查找与查找二叉树-
题目描述
二叉树用数组存储,将二叉树的结点数据依次自上而下,自左至右存储到数组中,一般二叉树与完全二叉树对比,比完全二叉树缺少的结点在数组中用0来表示。

计算二叉树每个结点的平衡因子,并按后序遍历的顺序输出结点的平衡因子。

–程序要求–

若使用C++只能include一个头文件iostream;若使用C语言只能include一个头文件stdio

程序中若include多过一个头文件,不看代码,作0分处理

不允许使用第三方对象或函数实现本题的要求

输入
测试次数t

每组测试数据一行,数组元素个数n,后跟n个字符,二叉树的数组存储。

输出
对每组测试数据,按后序遍历的顺序输出树中结点的平衡因子(测试数据没有空树)

输入样例
2
6 ABC00D
24 ABCD0EF0000H00000000000I

输出样例
A -1
D 0
B 1
I 0
H 1
E 2
F 0
C 2
A -2

#include<iostream>
using namespace std;

int height(char *a,int i,int n)//计算高度
{
    if(a[i]=='0'||i>=n)
        return 0;
    else
    {
        int lh=height(a,2*i+1,n)+1;
        int rh=height(a,2*i+2,n)+1;
        if(lh>rh)
            return lh;
        else
            return rh;
    }
}

void balance(char *a,int i,int n)//计算平衡因子->左子树的高度减去右子树的高度
{
    if(i<n && a[i]!='0')
    {
        balance(a,2*i+1,n);//递归
        balance(a,2*i+2,n);
        
        int lh=height(a,2*i+1,n);
        int rh=height(a,2*i+2,n);
        cout<<a[i]<<" "<<lh-rh<<endl;
    }
}

int main()
{
    int t,n,i;
    cin>>t;
    while(t--)
    {
        cin>>n;
        char a[n];
        for(i=0;i<n;i++)
            cin>>a[i];
        balance(a,0,n);
    }
    return 0;
}

平衡二叉树平衡因子是指每个节点的左子树高度减去右子树高度的值。平衡因子可以用来判断一个节点是否平衡,如果平衡因子的绝对值大于1,则该节点不平衡。 在Java中实现平衡二叉树时,可以通过计算每个节点的平衡因子来判断是否需要进行平衡操作。当插入或删除节点后,如果某个节点的平衡因子超过了1或小于-1,就需要进行相应的平衡操作,以保持树的平衡性。 以下是一个示例代码,演示了如何计算平衡二叉树平衡因子: ```java class Node { int value; Node left; Node right; public Node(int value) { this.value = value; this.left = null; this.right = null; } } class AVLTree { Node root; // 计算节点的高度 private int height(Node node) { if (node == null) { return 0; } return Math.max(height(node.left), height(node.right)) + 1; } // 计算节点的平衡因子 private int balanceFactor(Node node) { if (node == null) { return 0; } return height(node.left) - height(node.right); } // 插入节点 public void insert(int value) { root = insertNode(root, value); } private Node insertNode(Node node, int value) { if (node == null) { return new Node(value); } if (value < node.value) { node.left = insertNode(node.left, value); } else if (value > node.value) { node.right = insertNode(node.right, value); } else { // 如果节点值已存在,则不进行插入操作 return node; } // 更新节点的平衡因子 int balance = balanceFactor(node); // 左子树不平衡 if (balance > 1) { if (value < node.left.value) { // 左-左情况,进行右旋转 return rightRotate(node); } else { // 左-右情况,先左旋转再右旋转 node.left = leftRotate(node.left); return rightRotate(node); } } // 右子树不平衡 if (balance < -1) { if (value > node.right.value) { // 右-右情况,进行左旋转 return leftRotate(node); } else { // 右-左情况,先右旋转再左旋转 node.right = rightRotate(node.right); return leftRotate(node); } } return node; } // 左旋转 private Node leftRotate(Node node) { Node newRoot = node.right; node.right = newRoot.left; newRoot.left = node; return newRoot; } // 右旋转 private Node rightRotate(Node node) { Node newRoot = node.left; node.left = newRoot.right; newRoot.right = node; return newRoot; } } public class Main { public static void main(String[] args) { AVLTree tree = new AVLTree(); tree.insert(10); tree.insert(20); tree.insert(30); tree.insert(40); tree.insert(50); } } ```
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