二叉树的五条核心性质
二叉树的五条核心性质
以下性质默认非空二叉树,根结点层次为 1。
性质 1:第 层最多有 个结点
- 证明:第 1 层最多 1 个(),第 2 层最多 2 个(),……,第 层最多 个。
性质 2:深度为 的二叉树最多有 个结点
- 证明:各层最多结点数之和:。
- 注意:当树为满二叉树时达到最大值。
性质 3:对任意二叉树,若叶子结点数为 ,度为 2 的结点数为 ,则
- 证明:设总结点数 ,总分支数(边数)。两式联立消去 得 。
性质 4:具有 个结点的完全二叉树深度为
- 证明:设深度为 ,则 ,取对数得 ,故 。
性质 5(完全二叉树结点编号规律):按层序编号(从 1 开始)
对编号为 的结点:
- 若 ,为根;否则双亲编号为 。
- 若 ,则左孩子编号为 ;否则无左孩子。
- 若 ,则右孩子编号为 ;否则无右孩子。
这是数组存储完全二叉树的理论基础。
总结表
| 性质 | 公式 | 用途 |
|---|---|---|
| 第 i 层最多结点数 | 求满二叉树某层结点 | |
| 深度 h 最多结点数 | 判断满二叉树 | |
| 叶子与度为 2 的关系 | 已知一种求另一种 | |
| 完全二叉树深度 | 计算深度 | |
| 结点编号关系 | 双亲、孩子编号公式 | 顺序存储实现 |
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