二叉树

本文详细介绍了二叉树的基本性质,包括各层节点的最大数量、总节点数量与高度的关系等。特别地,文章深入探讨了完全二叉树的特点,如节点数量与高度之间的数学关系,以及如何通过节点编号来确定其父节点和子节点。

二叉树的性质

  1. 非空二叉树的第i层,最多有2i−12^{i-1}2i1个节点(i>=1)

  2. 在高度为h的二叉树上最多有2h−12^{h}-12h1个节点

  3. 对于任何一颗非空二叉树
    ,如果叶子节点个数为n0,读为2的节点个数为n2,则有:n0=n2+1

  4. 度为1的节点只有左子树

  5. 度为1的节点要么是1个,要么是0个

  6. 同样的节点数量的二叉树,完全二叉树的高度最小

度为1的节点只有左子树
度为1的节点要么是1个,要么是0个
同样的节点数量的二叉树,完全二叉树的高度最小
假设完全二叉树的高度为h(h>=1),那么
  1. 至少有2h−12^{h-1}2h1个节点
  2. 最多有2h−12^{h}-12h1个节点
  3. 总节点数量为n,那么满足条件:
    2h−1≤n≤2h2^{h-1} ≤ n ≤ 2^{h}2h1n2h
    h−1≤n≤log2n<hh-1 ≤ n ≤ log_{2}n<hh1nlog2n<h
同样节点数量的二叉树,完全二叉树的高度最小
一颗有n个节点的完全二叉树(n>0),从上到下,从左到右的节点从1开始进行编号,对任意第i个节点而言:
  • 如果i=1,它是根节点
  • 如果i>1,它的父节点编号为floor(i/2)
  • 如果2i≤n, 它的左子节点编号为2i
  • 如果2i>n,它无左子节点
  • 如果2i+1≤n,它的右子节点编号为2i+1
  • 如果2i+1>n, 它无右子节点
一颗有n个节点的完全二叉树(n>0),从上到下,从左到右的节点从0开始进行编号,对任意第i个节点而言:
  • 如果i=0,它是根节点
  • 如果i>0,它的父节点编号为floor((i-1)/2)
  • 如果2i+1≤n-1, 它的左子节点编号为2i+1
  • 如果2i+1>n-1>n,它无左子节点
  • 如果2i+2≤n-1,它的右子节点编号为2i+2
  • 如果2i+2>n-1, 它无右子节点
同样节点数量的二叉树,完全二叉树的高度最小
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