Perfekter binärer Baum

In diesem Tutorial lernen Sie den perfekten Binärbaum kennen. Außerdem finden Sie Arbeitsbeispiele zum Überprüfen eines perfekten Binärbaums in C, C ++, Java und Python.

Ein perfekter Binärbaum ist eine Art Binärbaum, in dem jeder interne Knoten genau zwei untergeordnete Knoten hat und alle Blattknoten auf derselben Ebene liegen.

Perfekter binärer Baum

Alle internen Knoten haben einen Grad von 2.

Rekursiv kann ein perfekter Binärbaum definiert werden als:

1. Wenn ein einzelner Knoten keine untergeordneten Knoten hat, ist er ein perfekter binärer Höhenbaum h = 0.
2. Wenn ein Knoten hat h> 0, ist es ein perfekter Binärbaum, wenn beide Teilbäume hoch sind h - 1und sich nicht überlappen.

Perfekter Binärbaum (rekursive Darstellung)

Beispiele für Python, Java und C / C ++

Der folgende Code dient zur Überprüfung, ob ein Baum ein perfekter Binärbaum ist.

Python Java C C ++

 # Checking if a binary tree is a perfect binary tree in Python class newNode: def __init__(self, k): self.key = k self.right = self.left = None # Calculate the depth def calculateDepth(node): d = 0 while (node is not None): d += 1 node = node.left return d # Check if the tree is perfect binary tree def is_perfect(root, d, level=0): # Check if the tree is empty if (root is None): return True # Check the presence of trees if (root.left is None and root.right is None): return (d == level + 1) if (root.left is None or root.right is None): return False return (is_perfect(root.left, d, level + 1) and is_perfect(root.right, d, level + 1)) root = None root = newNode(1) root.left = newNode(2) root.right = newNode(3) root.left.left = newNode(4) root.left.right = newNode(5) if (is_perfect(root, calculateDepth(root))): print("The tree is a perfect binary tree") else: print("The tree is not a perfect binary tree")

 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in Java class PerfectBinaryTree ( static class Node ( int key; Node left, right; ) // Calculate the depth static int depth(Node node) ( int d = 0; while (node != null) ( d++; node = node.left; ) return d; ) // Check if the tree is perfect binary tree static boolean is_perfect(Node root, int d, int level) ( // Check if the tree is empty if (root == null) return true; // If for children if (root.left == null && root.right == null) return (d == level + 1); if (root.left == null || root.right == null) return false; return is_perfect(root.left, d, level + 1) && is_perfect(root.right, d, level + 1); ) // Wrapper function static boolean is_Perfect(Node root) ( int d = depth(root); return is_perfect(root, d, 0); ) // Create a new node static Node newNode(int k) ( Node node = new Node(); node.key = k; node.right = null; node.left = null; return node; ) public static void main(String args()) ( Node root = null; root = newNode(1); root.left = newNode(2); root.right = newNode(3); root.left.left = newNode(4); root.left.right = newNode(5); if (is_Perfect(root) == true) System.out.println("The tree is a perfect binary tree"); else System.out.println("The tree is not a perfect binary tree"); ) )

 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in C #include #include #include struct node ( int data; struct node *left; struct node *right; ); // Creating a new node struct node *newnode(int data) ( struct node *node = (struct node *)malloc(sizeof(struct node)); node->data = data; node->left = NULL; node->right = NULL; return (node); ) // Calculate the depth int depth(struct node *node) ( int d = 0; while (node != NULL) ( d++; node = node->left; ) return d; ) // Check if the tree is perfect bool is_perfect(struct node *root, int d, int level) ( // Check if the tree is empty if (root == NULL) return true; // Check the presence of children if (root->left == NULL && root->right == NULL) return (d == level + 1); if (root->left == NULL || root->right == NULL) return false; return is_perfect(root->left, d, level + 1) && is_perfect(root->right, d, level + 1); ) // Wrapper function bool is_Perfect(struct node *root) ( int d = depth(root); return is_perfect(root, d, 0); ) int main() ( struct node *root = NULL; root = newnode(1); root->left = newnode(2); root->right = newnode(3); root->left->left = newnode(4); root->left->right = newnode(5); root->right->left = newnode(6); if (is_Perfect(root)) printf("The tree is a perfect binary tree"); else printf("The tree is not a perfect binary tree"); )

 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in C++ #include using namespace std; struct Node ( int key; struct Node *left, *right; ); int depth(Node *node) ( int d = 0; while (node != NULL) ( d++; node = node->left; ) return d; ) bool isPerfectR(struct Node *root, int d, int level = 0) ( if (root == NULL) return true; if (root->left == NULL && root->right == NULL) return (d == level + 1); if (root->left == NULL || root->right == NULL) return false; return isPerfectR(root->left, d, level + 1) && isPerfectR(root->right, d, level + 1); ) bool isPerfect(Node *root) ( int d = depth(root); return isPerfectR(root, d); ) struct Node *newNode(int k) ( struct Node *node = new Node; node->key = k; node->right = node->left = NULL; return node; ) int main() ( struct Node *root = NULL; root = newNode(1); root->left = newNode(2); root->right = newNode(3); root->left->left = newNode(4); root->left->right = newNode(5); root->right->left = newNode(6); if (isPerfect(root)) cout << "The tree is a perfect binary tree"; else cout << "The tree is not a perfect binary tree"; )

Perfekte binäre Baumsätze

1. Ein perfekter binärer Baum der Höhe h hat einen Knoten.2h + 1 - 1
2. Ein perfekter Binärbaum mit n Knoten hat Höhe log(n + 1) - 1 = Θ(ln(n)).
3. Ein perfekter binärer Baum der Höhe h hat Blattknoten.2h
4. Die durchschnittliche Tiefe eines Knotens in einem perfekten Binärbaum beträgt Θ(ln(n)).