【数据结构】基于二叉链表的二叉树结点个数的统计

本文介绍了一种基于二叉链表实现的二叉树节点统计算法,通过递归方式统计二叉树中度为0、1、2的节点数量。文章提供了完整的C++代码示例,展示了如何创建二叉树并统计不同度数节点的数量。

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基于二叉链表的二叉树结点个数的统计

描述
设二叉树中每个结点的元素均为一个字符,按先序遍历的顺序建立二叉链表,编写三个递归算法分别对二叉树的结点(度为0、1、2)个数进行统计。

输入
多组数据。每组数据一行,为二叉树的前序序列(序列中元素为‘0’时,表示该结点为空)。当输入只有一个“0”时,输入结束。

输出
每组数据输出一行,每行三个数分别为二叉树的度为0、1、2的结点个数。每两个数用空格分隔。

样例输入1 复制
abcd00e00f00ig00h00
abd00e00cf00g00
0
样例输出1
5 0 4
4 0 3

代码的思想我用图来解释一下
查找度为2的结点
在这里插入图片描述

#include<iostream>
using namespace std;

typedef struct binode
{
	char data;
	binode *lchild,*rchild;
}*bitree;

void create(bitree &T)
{
	char ch;
	cin>>ch;
	
	if(ch=='0')
		T=NULL;
	else
	{
		T=new binode;
		T->data=ch;
		create(T->lchild);
		create(T->rchild);
	}
} 

int N0(bitree &T)//叶子 
{
	if(T==NULL)//空树返回0 
		return 0;
	else if(T->lchild==NULL && T->rchild==NULL)//叶子返回1 
		return (1+N0(T->lchild)+N0(T->rchild));		
	else return (N0(T->lchild)+N0(T->rchild));
}

int N1(bitree &T)//度为1 
{
	if(T==NULL)//空树返回0 
		return 0;
	else if((T->lchild!=NULL && T->rchild==NULL) || (T->lchild==NULL && T->rchild!=NULL))
		return (1+N1(T->lchild)+N1(T->rchild));		
	else return (N1(T->lchild)+N1(T->rchild));
}

int N2(bitree &T)//度为2 
{
	if(T==NULL)//空树返回0 
		return 0;
	else if((T->lchild!=NULL) && (T->rchild!=NULL))
		return (1+N2(T->lchild)+N2(T->rchild));		
	else return (N2(T->lchild)+N2(T->rchild));
}

int main()
{
	while(1)
	{
		bitree T;
		create(T);
		
		if(T==NULL)
			break;
		
		cout<<N0(T)<<" ";
		cout<<N1(T)<<" ";
		cout<<N2(T)<<endl;
	}
	return 0;
}
<think>好的,我现在需要帮助用户解决关于二叉链表实现的二叉树统计的问题。首先,用户提到的参考引用中有相关的代码,我需要仔细看一下那段代码的结构。 用户提供的代码里有一个结构体BiTNode,包含data、lchildrchild,这是典型的二叉树结构。然后有CreateBiTree函数用来先序创建二叉树,接着是Count函数,统计不同类型的节数量。参数a、b、c分别代表叶子节1的节为2的节。 用户的问题是询问如何在二叉链表中实现节统计算法,可能需要解释这段代码的原理,或者给出更详细的步骤。首先,我需要确认Count函数的工作原理。函数通过递归遍历每个节,判断其左右子节的情况。如果左右都存在,c加1;如果只有一个子节,b加1;如果都没有,a加1。需要注意的是,代码中先递归右子树,再递归左子树,这可能影响遍历顺序,但统计结果应该不受影响,因为顺序不重要,只要所有节都被访问到。 接下来,我需要思考用户可能的疑问,比如如何区分不同类型的节,递归的具体过程是怎样的,有没有边界条件需要处理。例如,当节为空时直接返回,这是递归的终止条件。另外,统计的顺序可能会影响结果,但在这个问题中,只要所有节都被正确访问,结果应该是准确的。 然后,用户可能需要了解这段代码的使用方法,比如如何初始化a、b、c为0,然后调用Count函数。此外,可能还需要解释如何创建二叉树,使用CreateBiTree函数,传入字符串索引i。用户可能对字符串表示二叉树的结构有疑问,例如使用'0'表示空节,其他字符表示有效节。 在解释算法时,需要分步骤说明:访问当前节,判断子节情况,更新计数器,递归处理左右子树。同时,要强调递归是遍历二叉树常用的方法,这里采用先序遍历的方式,但统计类型不依赖于遍历顺序,所以中序或后序也可以。 可能的问题包括:为什么参数a、b、c是引用传递?这是因为在递归过程中需要修改它们的值,保持统计结果的累加。如果使用值传递,每次递归调用都会创建副本,无法正确统计总数。 用户还可能想知道这段代码的时间复杂空间复杂。时间复杂是O(n),每个节访问一次;空间复杂取决于递归深,最坏情况是O(n)(当树退化为链表时)。 最后,根据用户的要求生成相关问题,可能需要涉及其他统计方法、不同遍历方式的影响、复杂分析,或者如何扩展该算法计算其他属性,比如树的高。同时,用户之前的引用提到了结点个数统计计算,所以相关问题可以包括这些方面。</think>### 基于二叉链表二叉树结点统计算法解析 #### 数据结构定义 二叉链表结点结构定义如下: ```cpp typedef struct BiTNode { char data; struct BiTNode *lchild, *rchild; } BiTNode, *BiTree; ``` #### 结点统计算法实现 通过递归遍历实现三类结点统计: - **叶子结点**(0):左右子树均为空 - **单分支结点**(1):左右子树仅有一个非空 - **双分支结点**(2):左右子树均非空 ```cpp void Count(BiTree T, int &a, int &b, int &c) { if (T == NULL) return; if (T->lchild && T->rchild) // 双分支结点 c++; else if (T->lchild || T->rchild) // 单分支结点 b++; else // 叶子结点 a++; Count(T->lchild, a, b, c); // 递归左子树 Count(T->rchild, a, b, c); // 递归右子树 } ``` #### 算法步骤说明 1. **终止条件**:当前结点为空时直接返回 2. **结点类型判断**: - 左右子结点都存在时,$c$ 计数器+1 - 仅存在一个子结点时,$b$ 计数器+1 - 无子结点时,$a$ 计数器+1 3. **递归遍历**:先左子树后右子树(前序顺序) #### 使用示例 ```cpp int main() { BiTree T; char S[] = "ABD00E00C0F00"; // 二叉树先序序列 int i = 0; CreateBiTree(T, S, i); int a=0, b=0, c=0; Count(T, a, b, c); cout << "叶子结点:" << a << " 单分支:" << b << " 双分支:" << c; } ``` #### 复杂分析 - 时间复杂:$O(n)$,每个结点仅访问一次 - 空间复杂:$O(h)$,递归栈深与树高$h$相关 [^1]: 参考代码中的`Count`函数通过递归遍历实现了结点分类统计,采用先序遍历顺序,实际可替换为中序/后序
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