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完全二叉樹,滿二叉樹,霍夫曼樹

霍夫曼樹:每個節點要嘛沒有子節點,要麼有兩個子節點

完全二叉樹:滿二叉樹的一部分或者全部。

滿二叉樹:每個父親都有2個葉子。

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        滿二叉樹                              完全二叉樹

堆的話一般都是用完全二叉樹來實現的,比如大堆和小堆。一個樹節點的度數就是這個樹節點有多少子節點,和樹的深度意義不同。

依據二叉樹的性質,完全二叉樹和滿二叉樹採用順序儲存比較合適

完全二叉樹是效率很高的資料結構,是一種完全二叉樹或者近似完全二叉樹,所以效率極高,像十分常用的排序演算法、Dijkstra演算法、Prim演算法等都要用堆才能優化,幾乎每次都要考到的二叉排序樹的效率也要藉助平衡性來提高,而平衡性基於完全二叉樹。

完全二叉樹(Complete Binary Tree)

若設二叉樹的深度為h,除第 h 層外,其它各層 (1~h-1) 的結點數都達到最大個數,第 h 層所有的結點都連續集中在最左邊,這就是完全二叉樹。

完全二叉樹是由滿二叉樹而引出來的。對於深度為K的,有n個結點的二叉樹,當且僅當其每一個結點都與深度為K的滿二叉樹中編號從1至n的結點一一對應時稱之為完全二叉樹。

一棵二叉樹至多隻有最下面的兩層上的結點的度數可以小於2,並且最下層上的結點都集中在該層最左邊的若干位置上,則此二叉樹成為完全二叉樹。

      完全二叉樹特點編輯

葉子結點只可能在最大的兩層上出現,對任意結點,若其右分支下的子孫最大層次為L,則其左分支下的子孫的最大層次必為L 或 L+1;

出於簡便起見,完全二叉樹通常採用陣列而不是連結串列儲存,其儲存結構如下:

var tree:array[1..n]of longint;{n:integer;n>=1}

對於tree[i]有如下特點:

(1)若i為奇數且i>1,那麼tree的左兄弟為tree[i-1];

(2)若i為偶數且i<n,那麼tree的右兄弟為tree[i+1];

(3)若i>1,tree的雙親為tree[i div 2];

(4)若2*i<=n,那麼tree的左孩子為tree[2*i];若2*i+1<=n,那麼tree的右孩子為tree[2*i+1];

(5)若i>n div 2,那麼tree[i]為葉子結點(對應於(3));

(6)若i<(n-1) div 2.那麼tree[i]必有兩個孩子(對應於(4))。

(7)滿二叉樹一定是完全二叉樹,完全二叉樹不一定是滿二叉樹。

完全二叉樹第i層至多有2^(i-1)個節點,共i層的完全二叉樹最多有2^i-1個節點。

如果一棵具有n個結點的深度為k的二叉樹,它的每一個結點都與深度為k的滿二叉樹中編號為1~n的結點一一對應,這棵二叉樹稱為完全二叉樹。

可以根據公式進行推導,假設n0是度為0的結點總數(即葉子結點數),n1是度為1的結點總數,n2是度為2的結點總數,由二叉樹的性質可知:n0=n2+1,則n= n0+n1+n2(其中n為完全二叉樹的結點總數),由上述公式把n2消去得:n= 2n0+n1-1,由於完全二叉樹中度為1的結點數只有兩種可能0或1,由此得到n0=(n+1)/2或n0=n/2。

總結起來,就是 n0=[n/2],其中[]表示上取整。可根據完全二叉樹的結點總數計算出葉子結點數。

其實滿二叉樹是完全二叉樹的特例,因為滿二叉樹已經滿了,而完全並不代表滿。所以形態你也應該想象出來了吧,滿指的是出了葉子節點外每個節點都有兩個孩子,而完全的含義則是最後一層沒有滿,並沒有滿。

下面貼定義:

滿二叉樹(Full Binary Tree):

  除最後一層無任何子節點外,每一層上的所有結點都有兩個子結點(最後一層上的無子結點的結點為葉子結點)。也可以這樣理解,除葉子結點外的所有結點均有兩個子結點。節點數達到最大值。所有葉子結點必須在同一層上.

一顆樹深度為h,最大層數為k,深度與最大層數相同,k=h;

  它的葉子數是: 2^h  第k層的結點數是: 2^(k-1)  總結點數是: 2^k-1 (2的k次方減一)  總節點數一定是奇數。

完全二叉樹(Complete Binary Tree)

  若設二叉樹的深度為h,除第 h 層外,其它各層 (1~h-1) 的結點數都達到最大個數,第 h 層所有的結點都連續集中在最左邊,這就是完全二叉樹。  完全二叉樹是由滿二叉樹而引出來的。對於深度為K的,有N個結點的二叉樹,當且僅當其每一個結點都與深度為K的滿二叉樹中編號從1至n的結點一一對應時稱之為完全二叉樹。  若一棵二叉樹至多隻有最下面的兩層上的結點的度數可以小於2,並且最下層上的結點都集中在該層最左邊的若干位置上,則此二叉樹成為完全二叉樹。

霍夫曼樹:每個節點要嘛沒有子節點,要麼有兩個子節點