PAT Advanced 1110 【Complete Binary Tree】(25)

分析:可由完全二叉树满足的编号关系入手,首先没出现在孩子的位置的结点是根节点,然后bfs进行遍历,对所有节点按完全二叉树进行编号,如根节点编号为0,其对应左孩子和右孩子的编号对应为0*2+1、0*2+2,即1和2。如果0到n之间有数字没被编号,则这不是一颗完全二叉树。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring>
using namespace std;

struct Node{
	int id, l, r;
}node[23];
int vis[23], id[23];
int str2num(string str){
	int sum = 0;
	for(int i = 0; i<str.length(); i++){
		sum = sum*10+str[i]-'0';
	}
	return sum;
}
int getroot(int n){
	for(int i = 0; i<n; i++){
		if(!vis[i]) return i;
	}
	return -1;
}
void bfs(int root, int n){
	queue<int> q;
	q.push(root);
	node[root].id = 0;
	memset(vis, 0, sizeof vis);
	int cur;
	while(!q.empty()){
		cur = q.front();
		q.pop();
		id[node[cur].id] = 1;
		if(node[cur].l != -1){
			node[node[cur].l].id = node[cur].id*2+1;
			q.push(node[cur].l);
		}
		if(node[cur].r != -1){
			node[node[cur].r].id = node[cur].id*2+2;
			q.push(node[cur].r);
		}
	}
	for(int i = 0; i<n; i++){
		if(!id[i]){
			cout << "NO " << root << '\n';
			return ;
		}
	}
	cout << "YES " << cur << '\n';
}
int main(){
	//freopen("aa.txt", "r", stdin);
	int n;
	string l, r;
	cin >> n;
	for(int i = 0; i<n; i++){
		cin >> l >> r;
		node[i].l = node[i].r = -1;
		if(l != "-"){
			node[i].l = str2num(l);
			vis[node[i].l] = 1;
		}
		if(r != "-"){
			node[i].r = str2num(r);
			vis[node[i].r] = 1;
		} 
	}
	int root = getroot(n);
	bfs(root, n);
	return 0;
}

 

构造一个完整的二叉搜索树(Complete Binary Search Tree, CBST)涉及两个关键方面:一是确保该树是一个完全二叉树,二是满足二叉搜索树的性质。 ### 完全二叉树的特点 完全二叉树是指除最后一层外,其余每一层都被完全填充,并且所有节点都必须尽可能靠左排列。这一特征使得我们可以有效地通过数组来表示完全二叉树,其中对于任意索引i处的节点: - 其左孩子位于位置2*i+1; - 右孩子则处于位置2*i+2; ### 构建步骤概述 给定一组数值元素如列表`[7, 4, 9, 1, 5, 8, 10]`, 我们希望将其组织成一颗CBST: #### 步骤一: 对输入数据排序 首先应对原始序列进行升序排序得到 `[1, 4, 5, 7, 8, 9, 10]` #### 步骤二: 利用分治法递归生成CBST 采用类似堆排序的方式,找到中间点作为根节点(root),左侧部分构成左子树,右侧形成右子树。 例如选取上述排好序后的中间值 `7` 设为root,则左边 `[1, 4, 5]` 成为其左子树,右边 `[8, 9, 10]` 继续按同样规则处理直至每个叶节点均创建完毕为止。 ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0): self.val = val self.left = None self.right = None def sortedArrayToBST(nums): if not nums: return None mid = len(nums) // 2 #取整数向下找中心位置 root = TreeNode(nums[mid]) root.left = sortedArrayToBST(nums[:mid]) #递归建立左半边树 root.right = sortedArrayToBST(nums[mid+1:]) #递归建立右半边树 return root ``` 这个Python示例程序展示了如何把已排序好的数组转换成为一棵平衡CBST的基本逻辑框架。 --- 如果您还有更多疑问或需要深入探讨某些细节,请随时提问!
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