pat1110 Complete Binary Tree

本文介绍了一种通过层序遍历判断二叉树是否为完全二叉树的方法,并给出相应的C++实现代码。如果输入的二叉树是完全二叉树,则输出最后一个节点;如果不是,则输出根节点。

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题意:输入一颗二叉树,判断是否是完全二叉树,是输出最后一个节点,不是输出根。

思路:建树,层序遍历。

代码

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <set>
#include <queue>

using namespace std;

const int MAX_N = 25;
int n;
char t1[3], t2[3];
int lc[MAX_N], rc[MAX_N];
int root;
set<int> rt;

bool flag;
int last;

void level(int r) {
    bool findNull = false;
    queue<int> q; q.push(r);
    while (!q.empty()) {
        int t = q.front(); q.pop();
        if (lc[t] == -1) findNull = true;
        else {
            if (findNull) flag = false;
            q.push(lc[t]);
        }
        if (rc[t] == -1) findNull = true;
        else {
            if (findNull) flag = false;
            q.push(rc[t]);
        }
        if (q.empty()) last = t;
    }
}

int main() {
    // freopen("in.txt", "r", stdin);
    // freopen("out.txt", "w", stdout);
    memset(lc, -1, sizeof(lc));
    memset(rc, -1, sizeof(rc));
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < n; i++) rt.insert(i);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%s %s", t1, t2);
        if (t1[0] == '-') lc[i] = -1;
        else {lc[i] = atoi(t1); rt.erase(atoi(t1));}
        if (t2[0] == '-') rc[i] = -1;
        else {rc[i] = atoi(t2); rt.erase(atoi(t2));}
    }
    for (auto it = rt.begin(); it != rt.end(); it++) root = *it;
    flag = true; last = -1;
    level(root);
    if (flag) printf("YES %d\n", last);
    else printf("NO %d\n", root);
    return 0;
}

 

<think>好的,我需要回答用户关于完全二叉树(complete binary tree)的定义的问题。首先,我得回忆一下完全二叉树的基本概念,确保自己理解正确。根据已有的知识,完全二叉树是一种特殊的二叉树结构,它的节点排列需要满足一定的条件。 接下来,我要检查用户提供的引用资料,看看是否有相关的信息可以支持我的回答。用户提到了引用[2]和引用[4],其中引用[2]提到完全二叉树的特点是层次遍历没有中断点,可以用数组实现。而引用[4]则强调不要将满二叉树与完全二叉树混淆,说明两者是不同的概念。 我需要明确完全二叉树的定义,可能包括以下几点:完全二叉树除了最后一层外,其他层都是满的,并且最后一层的节点都尽可能靠左排列。这与满二叉树不同,满二叉树所有层都是满的。同时,完全二叉树可以用数组高效存储,因为节点之间没有空隙。 然后,我需要组织语言,用中文清晰表达这一定义,并引用相关的资料来支持。例如,引用[2]提到完全二叉树的层次遍历没有中断点,适合数组实现,这可以作为一个引用点。引用[4]则用来区分完全二叉树和其他类型的树,如满二叉树。 另外,用户要求生成相关问题,我需要根据完全二叉树的定义和应用,提出几个相关的问题,比如与满二叉树的区别、应用场景、数组实现方式等。 最后,确保回答结构清晰,使用正确的LaTeX格式,如变量用$...$,独立公式用$$...$$,并且检查引用标注是否自然添加在段落末尾。避免使用任何Markdown格式,保持回答简洁明了。</think>### 完全二叉树(Complete Binary Tree)的定义 完全二叉树是一种满足以下性质的二叉树: 1. **除最后一层外,其他层节点数达到最大值**,即每层都是满的; 2. **最后一层的节点必须从左到右连续排列**,不能有空缺[^2][^4]。 例如,若一棵完全二叉树的深度为$h$,则前$h-1$层的节点构成满二叉树,第$h$层的节点依次填充左侧位置。这种特性使得完全二叉树可以用数组高效存储,因为其层次遍历结果与数组顺序一致,且无“空洞”[^2]。 #### 与满二叉树的区别 - **满二叉树**:所有层的节点数均达到最大值,即深度为$k$的满二叉树有$2^k - 1$个节点; - **完全二叉树**:仅要求最后一层左侧连续填充,其他层满,节点数可能少于满二叉树。 #### 应用场景 完全二叉树常用于堆(Heap)的实现(如优先队列),或需要数组存储的高效树结构[^2]。 ```python # 完全二叉树的数组表示示例 tree = [1, 2, 3, 4, 5, 6, None] # 最后一层左侧连续,右侧允许None ```
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