pta是否为同一二叉搜索树
时间: 2023-06-15 20:06:33 浏览: 132
PTA可能是同一二叉搜索树,也可能不是。要判断两棵二叉搜索树是否完全相同,需要比较它们的每个节点的值是否相同,并且它们的左子树和右子树也都完全相同。如果两棵树的结构和节点值都完全相同,那么它们就是同一棵树。但是,如果两棵树的结构或者节点值有任何一个不同,那么它们就不是同一棵树。如果你有两棵树的结构和节点值的信息,你就可以判断它们是否是同一棵树。
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### 如何在PTA平台上用C语言验证一个树是不是完全二叉搜索树
为了验证一个树是否为完全二叉搜索树,需先理解什么是完全二叉搜索树以及如何通过编程来检验这一特性。
#### 完全二叉搜索树定义
完全二叉搜索树不仅具备二叉搜索树的特点——对于任意节点`n`,其左子树上所有节点的关键字均小于`n`的关键字;而右子树上所有节点的关键字大于等于`n`的关键字。还应满足如下条件:除了最后一层外,其他各层都被填满,并且最后一层的叶子尽可能靠左排列[^1]。
#### 验证方法概述
要检查一棵树是否为完全二叉搜索树,可以采用广度优先遍历的方式逐层访问节点并记录下遇到的第一个非叶节点的位置。如果之后再碰到任何叶节点,则说明这不是一颗完全二叉树。另外还需确保这棵树也是一颗有效的二叉查找树。
#### C语言实现方案
下面给出一段用于检测输入数据表示的树结构是否构成完全二叉搜索树的伪代码:
```c
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct TreeNode {
int val;
struct TreeNode *left, *right;
} TreeNode;
// 判断是否为BST辅助函数
bool isBST(TreeNode* node, long minVal, long maxVal);
// 广度优先搜索判断是否为CBT
bool isCompleteBinaryTreeAndBST(TreeNode* root) {
if (!root) return true;
bool metNonFullNode = false;
// 使用队列来进行层次遍历
Queue q = createQueue();
enqueue(q, root);
while(!isEmpty(q)) {
TreeNode* current = dequeue(q);
if(current->left){
if(metNonFullNode || !isBST(current->left, LONG_MIN, current->val))
return false;
enqueue(q, current->left);
}else{
metNonFullNode = true;
}
if(current->right){
if(metNonFullNode || !isBST(current->right, current->val, LONG_MAX))
return false;
enqueue(q, current->right);
}else{
metNonFullNode = true;
}
}
return true;
}
// 辅助功能:创建队列、入队、出队等操作省略...
```
此段代码首先利用广度优先搜索算法(BFS),按照从根到叶子的方向依次处理每一个节点。当首次发现某个节点缺少孩子时设置标志位,在后续过程中一旦再次遇见有孩子的节点就立即返回错误。与此同时调用了另一个辅助性的递归函数 `isBST()` 来确认当前部分仍然保持作为合法二叉搜索树的要求。
是否二叉搜索树pta
### 如何验证二叉搜索树
要判断一个结构是否为二叉搜索树(Binary Search Tree, BST),可以通过其性质来实现。具体来说,二叉搜索树满足以下条件:
1. 对于任意节点 `node`,如果它有左子树,则左子树上所有节点的值均小于 `node->data` 的值[^1]。
2. 如果它有右子树,则右子树上所有节点的值均大于 `node->data` 的值。
为了验证这一点,通常采用递归方法遍历整棵树并检查上述约束条件是否成立。以下是具体的实现方式以及代码示例。
#### 方法描述
通过设置上下界范围 `[min_val, max_val]` 来递归地验证每个节点是否符合条件。根节点应位于整个数值范围内 `(−∞, +∞)` 中;对于任何节点 `node`:
- 它的左孩子需在其允许范围内 `(min_val, node->data)`
- 右孩子的允许范围则是 `(node->data, max_val)`
一旦发现某个节点违反这些规则即可判定这不是一颗合法的BST。
#### 实现代码
下面是基于C语言的一个简单实现例子:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct TreeNode {
int data;
struct TreeNode* left;
struct TreeNode* right;
} TreeNode;
// 辅助函数用于创建新的树节点
TreeNode* createNode(int value){
TreeNode *temp = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
temp->data = value;
temp->left = NULL;
temp->right = NULL;
return temp;
}
int isBSTUtil(struct TreeNode* node, int minVal, int maxVal);
/* 主入口 */
bool isValidBST(TreeNode* root){
return(isBSTUtil(root, INT_MIN, INT_MAX));
}
/* 功能:检验以当前节点为首的子树是否符合BST定义 */
bool isBSTUtil(struct TreeNode* node, int minVal, int maxVal){
/* 空树也是有效的BST */
if(node == NULL)
return true;
/* 当前节点的数据必须在(minValue,maxValue)之间 */
if(node->data <= minVal || node->data >= maxVal )
return false;
/* 检查左右两棵子树 */
bool leftCheck = isBSTUtil(node->left , minVal , node->data );
bool rightCheck = isBSTUtil(node->right, node->data, maxVal );
return(leftCheck && rightCheck);
}
```
此段程序提供了构建基本测试框架所需的功能模块,并利用辅助工具完成最终检测过程[^2]。
### 结论
综上所述,我们已经了解到了如何编写一段用来确认给定二元树是不是有效二叉查找表的方法及其背后的逻辑原理。这种方法不仅适用于普通的面试场景,在实际项目开发过程中也十分常见。
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