什么是完全二叉树?如何构造?
什么是完全二叉树?
完全二叉树(Complete Binary Tree)是一种特殊的二叉树,它的每个节点都与满二叉树中的节点一一对应。与一般的二叉树不同,完全二叉树在最后一层右侧可能缺少若干节点。
如何构造完全二叉树?
构造完全二叉树的方法有多种,下面将介绍两种常用的方法:顺序存储法和链式存储法。
1. 顺序存储法
顺序存储法使用一个数组来存储完全二叉树的节点。假设完全二叉树的深度为d,则该数组的长度为2^d-1。从数组的下标1开始,按照从上到下、从左到右的顺序依次存储完全二叉树的节点。
具体构造过程如下:
- 创建一个长度为2^d-1的数组。
- 从根节点开始,依次将完全二叉树的每个节点按照顺序存储到数组中。
通过顺序存储法构造的二叉树可以方便地进行查找和遍历操作,但是当完全二叉树中的节点数量较少时,会浪费大量的空间。
2. 链式存储法
链式存储法使用节点对象及其指针来构造完全二叉树。每个节点对象包括一个值域和两个指针域,分别指向左子节点和右子节点。
具体构造过程如下:
- 创建一个根节点,将值存储到根节点中。
- 按照从上到下、从左到右的顺序依次创建完全二叉树的每个节点,并通过指针将它们连接起来。
链式存储法相对于顺序存储法节省了空间,但访问节点的效率稍低。在链式存储法中,我们可以使用队列来辅助构造完全二叉树。初始时,将根节点加入队列中,然后按照层次遍历的顺序依次取出队列中的节点来创建子节点,直到构造完整个完全二叉树。
通过上述两种方法,我们可以根据给定的节点值构造出一个完全二叉树。无论使用哪种方法,构造出的完全二叉树都具有重要的性质,即除了最后一层外,其他层的节点数都达到最大,最后一层的节点都集中在左侧。这种特殊的结构使得完全二叉树在某些应用中具有重要的意义。