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C++实现完全二叉树
2023-07-12 02:51:46 深夜i     --     --
C++ 完全二叉树 实现

完全二叉树是指在二叉树中,除了最后一层之外,其他层的节点都是满的,最后一层的节点都靠左排列。在计算机科学中,二叉树是一种重要的数据结构,它可以用于实现搜索、排序、编译器、文件系统等多种应用。本文将介绍如何使用C++语言实现完全二叉树。

在C++中,可以使用结构体定义节点类型,该节点包含左右孩子指针和节点值。如下所示:


struct Node 

  int value; 

  Node* left; 

  Node* right; 

}; 

在构建完全二叉树之前,需要确定二叉树的深度以及每层需要的节点数。对于深度为d的完全二叉树,若其高度为h,则其节点数为2^h-1。如果我们将最后一层节点从左到右编号为1,2,…k,则第i个节点的左儿子为2*i,右儿子为2*i+1。利用这个特性,我们就可以根据节点编号计算出左右儿子的编号,简化代码实现。

构造完全二叉树的步骤如下:

1. 根据给定的节点数,计算出完全二叉树的深度和每层需要的节点数。

2. 从第二层开始往下遍历,依次创建节点并赋值,根据节点编号计算出左右儿子的编号,连接左右儿子指针。

3. 返回根节点指针。

下面是用 C++ 实现完全二叉树的代码示例:


#include <iostream> 

#include <queue> 

using namespace std; 

//定义节点结构体 

struct Node 

  int value; 

  Node* left; 

  Node* right; 

}; 

//递归构造完全二叉树 

Node* ConstructCBT(int* vals, int idx, int n) 

  if (idx >= n) 

   

    return NULL; 

   

  else 

  { 

    Node* newNode = new Node(); 

    newNode->value = vals[idx]; 

    newNode->left = ConstructCBT(vals, 2 * idx + 1, n); 

    newNode->right = ConstructCBT(vals, 2 * idx + 2, n); 

    return newNode; 

  } 

//层序遍历输出节点值 

void LevelOrderTraversal(Node* root) 

  queue<Node*> q; 

  q.push(root); 

  while (!q.empty()) 

  { 

    Node* node = q.front(); 

    cout << node->value << " "; 

    q.pop(); 

    if (node->left != NULL) 

    { 

      q.push(node->left); 

    } 

    if (node->right != NULL) 

    { 

      q.push(node->right); 

    } 

  } 

int main() 

  int n; //输入节点数 

  cin >> n; 

  int* vals = new int[n]; //输入节点值 

  for (int i = 0; i < n; i++) 

  { 

    cin >> vals[i]; 

  } 

  Node* root = ConstructCBT(vals, 0, n); //构造完全二叉树 

  LevelOrderTraversal(root); //层序遍历 

  cout << endl; 

  delete[] vals; 

  return 0; 

通过以上代码,输入一组节点值,即可构建出一棵完全二叉树,并实现基本的遍历输出。

综上所述,使用C++语言实现完全二叉树非常方便,代码简洁而高效,适用于各种计算机科学问题的解决。

  
  

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