判断一颗二叉树是否是平衡二叉树

该代码实现了一个Java方法,用于判断给定的二叉树是否为平衡二叉树。通过递归地处理左子树和右子树,获取它们是否平衡及高度信息,然后根据左右子树的高度差来确定整个树是否平衡。

代码实现

/**
 * 平衡二叉树:对于任何一棵子树来说,它的左子树和右子树的高度差不超过1。
 * 即左子树需要是平衡二叉树,右子树是平衡二叉树,左子树与右子树的高度差小于等于1.
 * 需要的信息:左树是否是平衡二叉树,左树的高度;右树是否是平衡二叉树,右树的高度
 * @author zyt
 *
 */
public class IsBalancedTree {
	
	/**
	 * 手动定义一个二叉树
	 * @author 12068
	 *
	 */
	public static class Node{
		public int value;
		public Node left;
		public Node right;
		
		public Node(int data){
			this.value = data;
		}
	}
	
	/**
	 * 判断是否是平衡二叉树
	 * @param head 头节点
	 * @return
	 */
	public static boolean isBalanced(Node head){
		return process(head).isBalanced;
	}
	

	//由于需要的子树的信息包含两部分,所以定义一个返回值的类型
	public static class ReturnType{
		public boolean isBalanced;//是否是平衡二叉树
		public int height;//平衡二叉树的高度
		
		public ReturnType(boolean isB, int hei){
			isBalanced = isB;
			height = hei;
		}
	}
	
	
	public static ReturnType process(Node x) {
		//如果是空树,则也是平衡二叉树
		if(x == null){
			return new ReturnType(true, 0);
		}
		//从左树获取的信息
		ReturnType leftData = process(x.left);
		//从右树获取的信息
		ReturnType rightData = process(x.right);
		
		//以x为头节点的树的高度
		int hegiht = Math.max(leftData.height, rightData.height) + 1;
		//以x为头节点的树是否是平衡二叉树:
		//左子树需要是平衡二叉树,右子树是平衡二叉树,左子树与右子树的高度差小于等于1
		boolean isBalanced = leftData.isBalanced && rightData.isBalanced 
				&& Math.abs(leftData.height - rightData.height) < 2;
		return new ReturnType(isBalanced, hegiht);
	}
}

### 如何判断一棵树是否为平衡二叉树 为了确保二叉树是平衡的,需要检查每个节点的最大高度差不超过1。具体实现可以通过递归方式计算各个子树的高度并比较其差异。 #### 判断方法描述 对于任意给定的一棵二叉树,通过自底向上遍历的方式访问每一个节点,并记录该节点对应子树的高度。如果某节点左右两颗子树的高度相差超过1,则说明这棵树不是AVL树;反之则是。这种方法可以有效避免重复运算,提高效率[^1]。 #### Python 实现代码示例 下面给出了一种基于Python语言编写的函数`isBalanced()`用于检测输入参数root所指向的二叉树是否属于平衡二叉树: ```python class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right def checkHeight(root): if root is None: return 0 left_height = checkHeight(root.left) if left_height == -1: return -1 right_height = checkHeight(root.right) if right_height == -1 or abs(left_height-right_height)>1 : return -1 else: return max(left_height,right_height)+1 def isBalanced(root): return checkHeight(root)!=-1 ``` 此段程序首先定义了一个辅助函数`checkHeight()`, 它负责返回指定节点下的最大深度。当遇到不平衡情况时立即停止进一步探索并向上传播错误信号(-1),从而使得最外层调用者能够快速得知整棵树的状态而不必继续深入考察其他分支[^4]。
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