【摘要】:二叉树的第i层上至多有2i-1(i≥1)个结点。若已知i-1层上结点数至多有2(i-1)-1=2i-2个,而又由于二叉树每个结点的度数最大为2,因此第i层上结点数至多为第i-1层上结点数的2倍。若在任意一棵二叉树中,有n0个叶子结点,有n2个度为2的结点,则必有n0=n2+1。具有n个结点的完全二叉树的深度为「log2n」+1。
(1)二叉树的第i层上至多有2i-1(i≥1)个结点。
证明:用归纳法。
若i=1,则结点数为2i-1=20=1(个)。
若已知i-1层上结点数至多有2(i-1)-1=2i-2个,而又由于二叉树每个结点的度数最大为2,因此第i层上结点数至多为第i-1层上结点数的2倍。即
2×2i-2=2i-1
证毕。
(2)深度为h的二叉树中至多含有2h-1个结点。
证明:利用性质(1)的结论可得,在深度为h的二叉树中至多含有的结点数为
证毕。
(3)若在任意一棵二叉树中,有n0个叶子结点,有n2个度为2的结点,则必有n0=n2+1。
证明:设n1为度为1的结点数,则总结点数n为:
在二叉树中,除根结点外,其他结点都有一个指针与其双亲相连,若指针数为b,则满足:
而这些指针又可以看作是由度为1和度为2的结点与它们孩子之间的联系,因此,b和n1,n2之间的关系为:(https://www.xing528.com)
由式(2)、式(3)可得:
再比较式(1)、式(4)可得:
n0=n2+1
证毕。
(4)具有n个结点的完全二叉树的深度为「log2n」+1(其中「x」表示不大于x的最大整数)。
(5)若对有n个结点的完全二叉树进行顺序编号(1≤i≤n),那么对于编号为i(i≥1)的结点:
①当i=1时,该结点为根,它无双亲结点。
②当i>1时,该结点双亲结点的编号为「i/2」。
③若2i≤n,则有编号为2i的左孩子,否则没有左孩子。
④若2i+1≤n,则有编号为2i+1的右孩子,否则没有右孩子。
(证明略)
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