天梯赛--完全二叉树的层序遍历

本文解析如何通过后序遍历序列还原L2-3完全二叉树的层序遍历过程。讲解了层序遍历的实现方法,并提供了一个C++代码示例,适用于理解完全二叉树特征和算法应用。

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L2-3 完全二叉树的层序遍历 (25 分)

一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是完美二叉树。对于深度为 D 的,有 N 个结点的二叉树,若其结点对应于相同深度完美二叉树的层序遍历的前 N 个结点,这样的树就是完全二叉树

给定一棵完全二叉树的后序遍历,请你给出这棵树的层序遍历结果。

输入格式:

输入在第一行中给出正整数 N(≤30),即树中结点个数。第二行给出后序遍历序列,为 N 个不超过 100 的正整数。同一行中所有数字都以空格分隔。

输出格式:

在一行中输出该树的层序遍历序列。所有数字都以 1 个空格分隔,行首尾不得有多余空格。

输入样例:

8
91 71 2 34 10 15 55 18

输出样例:

18 34 55 71 2 10 15 91
#include<iostream>
using namespace std;
int post[1010];//后序遍历数组 
int ans[1010];//层序遍历数组 
int n,x=1;
void LRD(int p)
{
	if(p>n) return ;
	LRD(p<<1);
	LRD(p<<1|1);
	ans[p]=post[x++];
}
int main()
{
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++) cin>>post[i];
	
	LRD(1);
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		if(i!=1) cout<<" ";
		cout<<ans[i];
	}
	
	return 0;
}

 

### 完全二叉树的概念及其在天梯赛中的应用 #### 定义与性质 完全二叉树是一种特殊的二叉树结构,其定义为:对于深度为 \(D\) 的二叉树,如果有 \(N\) 个节点,并且这些节点的位置与相同深度的完美二叉树(即每一层节点数均达到最大值)的层序遍历序列中前 \(N\) 个位置一致,则该二叉树被称为完全二叉树[^1]。 这种数据结构具有以下重要特性: - 所有叶子节点仅可能出现在最深的两层上。 - 对于任意节点,如果它的右子树存在,则左子树也一定存在。 - 如果按照层次顺序编号,那么父节点与其子节点之间的关系可以通过简单的数学计算得出。例如,假设根节点编号为 1,则第 \(i\) 号节点的左孩子编号为 \(2i\),右孩子编号为 \(2i+1\),而其父节点编号为 \(\lfloor i/2 \rfloor\)。 #### 层次遍历算法实现 为了验证给定的一组数据是否构成一棵完全二叉树,通常采用队列辅助完成层次遍历操作。以下是基于 Python 实现的一个简单例子: ```python from collections import deque def is_complete_binary_tree(nodes): queue = deque() null_found = False for node in nodes: if node is None: null_found = True else: if null_found: return False, "Not a complete binary tree" queue.append(node.left) queue.append(node.right) while queue and not any(queue): queue.popleft() return len(queue) == 0, "Is a complete binary tree" class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right # Example usage with test case setup omitted here. ``` 上述代码片段展示了如何通过广度优先搜索来判断输入列表 `nodes` 是否表示一颗完整的二叉树。 #### 天梯赛相关题目解析 根据已知资料,在近几年的团体程序设计天梯赛 (GPLT) 中确实涉及到了一些关于完全二叉树的知识点。比如 L2 级别的某些试题可能会考察选手们对这类特殊形式二叉树的理解程度以及实际编码能力[^2]。 具体来说,像堆结构的操作往往依赖于完全二叉树模型之上;因此熟悉这一理论基础有助于解决诸如构建最小(大)堆等问题。另外还有可能出现要求模拟整个过程或者优化存储方式之类的挑战性较大的任务。 #### 总结 掌握好完全二叉树的基础概念和基本运算方法是非常重要的,这不仅能够帮助我们更好地理解其他高级的数据结构如堆、哈夫曼树等,而且也是应对各类竞赛编程题目的必备技能之一。
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