In deze tutorial leer je over de perfecte binaire boom. Ook vindt u werkende voorbeelden voor het controleren van een perfecte binaire boom in C, C ++, Java en Python.
Een perfecte binaire boom is een type binaire boom waarin elk intern knooppunt precies twee onderliggende knooppunten heeft en alle bladknooppunten zich op hetzelfde niveau bevinden.
Perfecte binaire boom
Alle interne knooppunten hebben een graad van 2.
Recursief kan een perfecte binaire boom worden gedefinieerd als:
- Als een enkel knooppunt geen kinderen heeft, is het een perfecte binaire boom van hoogte
h = 0, - Als een knoop dat heeft
h> 0, is het een perfecte binaire boom als beide substructuren hoog zijnh - 1en elkaar niet overlappen.
Perfect Binary Tree (recursieve weergave)
Python, Java en C / C ++ voorbeelden
De volgende code is om te controleren of een boom een perfecte binaire boom is.
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"; )
Perfecte binaire boomtheoremen
- Een perfecte binaire boom met hoogte h heeft een knooppunt.
2h + 1 - 1 - Een perfecte binaire boom met n knooppunten heeft hoogte
log(n + 1) - 1 = Θ(ln(n)). - Een perfecte binaire boom van hoogte h heeft bladknooppunten.
2h - De gemiddelde diepte van een knoop in een perfecte binaire boom is
Θ(ln(n)).
