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数据结构之二叉树的性质


发布日期:2020年06月29日
 
数据结构之二叉树的性质

二叉树的特殊形态

满二叉树(Full Binary Tree)一棵深度为k且有k个结点的二叉树

特点二叉树的所有分支结点都存在左子树和右子树

特点二叉树的所有叶子结点都在同一层上

完全二叉树(Complete Binary Tree)深度为k的有n个结点的二叉树当且仅当其每一个结点都与深度为k的满二叉树中编号从至n的结点一一对应

特点叶子结点只可能在层次最大的两层上出现

特点对任一结点若其右分支下的子孙的最大层次为L则其左分支下的子孙的最大层次必为 L 或 L+

二叉树的性质

性质 在二叉树的第i层上至多有i个结点(i≥

证明归纳法

i=只有一个根结点显然i==是对的

现在假定对所有的j≤j<i命题成立即第j层上至多有j个结点那么可以证明j=i时命题也成立

由归纳假设第i层上至多有i个结点由于二叉树的每个结点的度至多为故在第i层上的最大结点数为第i层上的最大结点数的×i= i

性质 深度为k的二叉树至多有k个结点(k≥

证明

由性质可见深度为k的二叉树的最大结点数为

性质 对任何一棵二叉树T如果其终端结点数为n度为的结点数为n

n=n

证明:

设n为二叉树T中度为的结点数

∵ 二叉树中所有结点的度均小于或等于

∴ n=n+n+n()

设B为分支总数则n=B+

∵ 这些分支是由度为的结点射出的

∴ B=n+n

∴ n=n+n+()

由式()和()得

n=n+

性质 具有n个结点的完全二叉树的深度为「logn」+

证明:

假设深度为k则根据性质和完全二叉树的定义有

k≤n<k

∴ k≤logn<k

∵ k是整数

∴ k=「logn」+

性质 如果对一棵有n个结点的完全二叉树(其深度为「logn」+)的结点按层

序编号(从第层到第「logn」+每层从左到右)则对任一结点i

≤i≤n)

如果 i=则结点i是二叉树的根无双亲如果 i>则其双亲PARENT(i)是结点「i/

如果i>n则结点i无左孩子(结点i为叶子结点)否则其左孩子LCHILD(i)是结点i

如果i+>n则结点i无右孩子否则其右孩子RCHILD(i)是结点i+

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