【算法】二叉树(1):二叉树及其编号
0.前言
二叉树(Binary Tree)的递归定义如下:二叉树要么为空,要么由根结点(root)、左子树(left subtree)和右子树(right subtree)组成,而左子树和右子树分别是一棵二叉树。
树(tree)和二叉树类似,区别在于每个结点不一定只有两棵子树。比如树的目录,根结点有12棵子树:第1章,第2章,第3章,。。。、第12章,而第一章又有5棵子树:1.1,1.2,1.3,。。。1.5。
1.二叉树的编号
【例题】6-6 小球下落
【题目描述】
有一棵二叉树,最大深度为D,且所有叶子的深度都相同。所有结点从上到下从左到右编号为1,2,3,。。。,2D-1。在结点1处放一个小球,它会往下落。每个内结点上都有一个开关,初始全部关闭。每当有小球落在一个开关上时,状态都会改变。当小球到达一个内结点时,如果该结点上的开关关闭,则往左走,否则往右走,直到走到叶子结点。如下图所示
一个小球从结点1开始依次下落,最后一个小球将会落在哪里?输入叶子深度D和小球个数I,输出第I个小球最后所在的叶子编号。假设I不超过整棵树的叶子个数。D<=20。输入最多包含1000组数据。
【样例输入1】
4 2 3 4 10 1 2 2 8 128 16 12345
【样例输出1】
12 7 512 3 255 36358
【题目分析】
可以发现,对于一个结点K、右子树结点的编号分别是2K和2K+1。这个结论非常重要。
给定一棵包含2d个结点(其中d为树的高度)的完全二叉树,如果把结点从上到下左右编号为1,2,3...,则结点k的左右子结点编号分别为2K和2K+1。、、
【参考代码】
#include<cstdio> #include<cstring> const int maxd=20; int s[1<<maxd]; //最大结点个数为2^maxd -1 int main(){ int D,I; while(scanf("%d%d",&D,&I)==2){ memset(s,0,sizeof(s)); //开关 int k,n=(1<<D)-1;// n是最大结点的编号 for(int i=0;i<I;i++) //连续让i个球下落 { k=1; for(;;){ s[k]=!s[k]; k=s[k]? k*2: k*2+1; //根据开关状态选择下落方向 if(s > n) break; } } printf("%d\n",k/2); //"出界"之前的叶子编号 } return 0; }
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