数据结构课上笔记11

满二叉树 (Full binary tree)

除最后一层无任何子节点外，每一层上的所有结点都有两个子结点二叉树。

国内教程定义：一个二叉树，如果每一个层的结点数都达到最大值，则这个二叉树就是满二叉树。也就是说，如果一个二叉树的层数为K，且结点总数是(2^k) -1 ，则它就是满二叉树。

国外(国际)定义:a binary tree T is full if each node is either a leaf or possesses exactly two childnodes.

大意为：如果一棵二叉树的结点要么是叶子结点，要么它有两个子结点，这样的树就是满二叉树。(一棵满二叉树的每一个结点要么是叶子结点，要么它有两个子结点，但是反过来不成立，因为完全二叉树也满足这个要求，但不是满二叉树)

从图形形态上看，满二叉树外观上是一个三角形。

从数学上看，满二叉树的各个层的结点数形成一个首项为1，公比为2的等比数列。

因此由等比数列的公式，满二叉树满足如下性质。

1、一个层数为k 的满二叉树总结点数为：

  。因此满二叉树的结点树一定是奇数个。

2、第i层上的结点数为： 

3、一个层数为k的满二叉树的叶子结点个数（也就是最后一层）： 

 

完全二叉树

 

完全二叉树是效率很高的数据结构，完全二叉树是由满二叉树而引出来的。对于深度为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1至n的结点一一对应时称之为完全二叉树。

可以根据公式进行推导，假设n0是度为0的结点总数（即叶子结点数），n1是度为1的结点总数，n2是度为2的结点总数，则 ：

①n= n0+n1+n2 （其中n为完全二叉树的结点总数）；又因为一个度为2的结点会有2个子结点，一个度为1的结点会有1个子结点，除根结点外其他结点都有父结点，

②n= 1+n1+2*n2 ；由①、②两式把n2消去得：n= 2*n0+n1-1，由于完全二叉树中度为1的结点数只有两种可能0或1，由此得到n0=n/2 或 n0=(n+1)/2。

简便来算，就是 n0=n/2，其中n为奇数时（n1=0）向上取整；n为偶数时（n1=1）。可根据完全二叉树的结点总数计算出叶子结点数。

 

重点：出于简便起见,完全二叉树通常采用数组而不是链表存储

 

对于tree[i]，有如下特点：

（1）若i为奇数且i>1，那么tree的左兄弟为tree[i-1]；

（2）若i为偶数且i

（3）若i>1，tree的父亲节点为tree[i div 2]；

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

（5）若i>n div 2,那么tree[i]为叶子结点（对应于（3））；

（6）若i<(n-1) div 2.那么tree[i]必有两个孩子（对应于（4））。

（7）满二叉树一定是完全二叉树，完全二叉树不一定是满二叉树。

完全二叉树第i层至多有2^（i-1）个节点，共i层的完全二叉树最多有2^i-1个节点。

特点：

1）只允许最后一层有空缺结点且空缺在右边，即叶子结点只能在层次最大的两层上出现；

2）对任一结点，如果其右子树的深度为j，则其左子树的深度必为j或j+1。 即度为1的点只有1个或0个