判断二叉树是不是完全二叉树

本文介绍了一种用于判断二叉树是否为完全二叉树的算法,通过层次遍历建立队列来保存节点,根据节点的子树情况判断是否符合完全二叉树的定义。

判断是否完全二叉树

首先,完全二叉树是指若二叉树深度为h,第h-1层节点数都是最大个数,第h层所有节点都集中再最左边。

算法原理:按层次遍历二叉树,建立队列来保存节点。

如果队列不为空,从第一个根节点开始遍历。

1.如果节点没有子树,则判断左右子树节点是否为空,有则不是。

2.如果有子树,左右子树都不为空,则继续遍历。

左不空,右空,左子树压入队列,继续

若左空右不空,不是。

若左右都空,则是。



/**************************判断是不是完全二叉树****************************/
bool IsCompleteBinaryTree(BiTreeNode* &T)
{
	if(T == NULL)return false;
	queue<BiTreeNode*> q;//创建队列来存储节点
	q.push(T);
	bool mustHaveNoChild = false;
	bool result = true;
	while(!q.empty())//如果队列不为空
	{
		BiTreeNode* pNode = q.front();//队列头结点为指针
		q.pop();//把头结点出列
		if(mustHaveNoChild)//如果该节点没有子树
		{
			if(pNode->lchild != NULL || pNode->rchild != NULL)
			{
				result = false;//如果左子树或右子树不为空,则不是完全二叉树
				break;
			}
		}
		else//如果该节点有子树
		{
			if(pNode->lchild != NULL && pNode->rchild != NULL)//左右子树都不为空
			{
				q.push(pNode->lchild);
				q.push(pNode->rchild);
			}
			else if(pNode->lchild != NULL && pNode->rchild == NULL)//左子树不为空,右子树为空
			{
				mustHaveNoChild = true;
				q.push(pNode->lchild);
			}
			else if(pNode->lchild == NULL && pNode->rchild != NULL)//左子树为空,右子树不为空
			{
				 result = false;  
				 break;  
			}
			else//左右子树都为空
			{  
					   mustHaveNoChild = true;  
			} 

		}
	}
	return result;
}


判断给定二叉树是否为完全二叉树有以下两种常见方法: ### 方法一:层次遍历(包含空结点) 根据完全二叉树的定义,具有 n 个结点的完全二叉树与满二叉树中编号从 1~n 的结点一一对应。采用层次遍历算法,将所有结点加入队列(包括空结点)。遇到空结点时,查看其后是否有非空结点。若有,则二叉树不是完全二叉树 [^1]。 ### 方法二:层序遍历(不包含空结点,使用标识器) 采用层序遍历方法,不把空节点入队,改用设置额外的标识器,标记是否遇到孩子为空的结点,再视接下来的遍历结果(遇到孩子为空的结点时,接下来是否存在孩子不为空的结点,存在则不是,不存在则是)判定该树是否是完全二叉树,该方法要对结点的左右孩子分别进行判定 [^2]。 ### 代码实现(方法二的代码示例) 下面是使用循环数组模拟队列实现方法二的代码: ```c // 判断二叉树是否为完全二叉树 int IsComplete(BinTree T) { if (T == NULL) { return 1; // 1 代表是完全二叉树 } BinTree queue[50009]; int maxSize = 50000; int front = -1; int end = -1; end = (end + 1) % maxSize; queue[end] = T; while (front != end) { front = (front + 1) % maxSize; BinTree cur = queue[front]; if (cur == NULL) { break; } else { end = (end + 1) % maxSize; queue[end] = cur->Left; end = (end + 1) % maxSize; queue[end] = cur->Right; } } int ans = 1; while (front != end) { front = (front + 1) % maxSize; if (queue[front] != NULL) { ans = 0; } } return ans; } ``` 上述代码通过循环数组模拟队列,对二叉树进行层序遍历,判断是否为完全二叉树 [^3]。
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