使用 C++ 计算二叉树中的完整节点数(迭代和递归)

c++server side programmingprogramming更新于 2024/9/27 5:41:00

给定一个二叉树,任务是使用迭代和递归方法计算二叉树中可用的完整节点数。完整节点是那些同时具有子节点且没有子节点为空的节点。请注意,在完整节点中,我们考虑恰好具有两个子节点的节点。

二叉树是一种用于数据存储目的的特殊数据结构。二叉树有一个特殊条件,即每个节点最多可以有两个子节点。二叉树兼具有序数组和链表的优点,因为搜索速度与排序数组一样快,插入或删除操作速度与链表一样快。非叶节点也称为父节点,因为它们有超过 0 个子节点和少于 2 个子节点。

二叉树的结构如下所示 −

例如

输入

输出 −计数为 2

解释 −在给定的树中有 2 个节点,即 10 和 20,它们恰好有两个子节点或完整节点,其他节点要么有一个子节点,要么没有子节点。

迭代

以下程序中使用的方法如下

  • 创建一个包含数据部分、左指针和右指针的节点结构。

  • 创建一个函数将节点插入二叉树。

  • 创建一个函数来计算完整节点的数量。

  • 在函数内部,检查 IF !node,然后返回,因为树中没有节点。

  • 声明一个临时变量 count 来存储完整节点的数量

  • 创建一个队列类型变量,假设为 qu

  • 将节点推送到队列中qu.push(node)

  • 循环 while !qu.empty()

  • 创建一个临时变量,假设为 Node 类型的 temp,并使用 queue.front() 初始化它

  • 使用 qu.pop() 弹出元素

  • 检查 IF (!temp-> left AND temp-> right),然后将计数加 1

  • 检查 IF (temp->left != NULL),然后执行 qu.push(temp->left)

  • 检查 IF (temp->right != NULL),然后执行 qu.push(temp->right)

  • 返回 count

  • 打印结果。

示例

// 迭代程序计数完整节点
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
struct Node{
   int data;
   struct Node* left, *right;
};
// 函数用于计算二叉树中的完整节点
int fullcount(struct Node* node){
   // 检查树是否为空
   if (!node){
      return 0;
   }  
   queue<Node *> myqueue;
   // 使用级别顺序遍历
   int result = 0;
   myqueue.push(node);
   while (!myqueue.empty()){
      struct Node *temp = myqueue.front();
      myqueue.pop();
      if (temp->left && temp->right){
         result++;
      }
      if (temp->left != NULL){
         myqueue.push(temp->left);
      }
      if (temp->right != NULL){
         myqueue.push(temp->right);
      }
   }
   return result;
}
struct Node* newNode(int data){
   struct Node* node = new Node;
   node->data = data;
   node->left = node->right = NULL;
   return (node);
}
int main(void){
   struct Node *root = newNode(10);
   root->left = newNode(20);
   root->right = newNode(30);
   root->left->left = newNode(40);
   root->left->right = newNode(50);
   root->left->left->right = newNode(60);
   root->left->right->right = newNode(70);
   cout <<"count is: "<<fullcount(root);
   return 0;
}

输出

如果运行上述代码,我们将得到以下输出 −

count is: 2

递归

以下程序中使用的方法如下

  • 创建一个包含数据部分、左指针和右指针的节点结构。

  • 创建一个函数将节点插入二叉树。

  • 创建一个函数来计算完整节点。

  • 在函数内部,检查 IF !node,然后返回,因为树中没有节点。

  • 声明一个临时变量 count 来存储半节点的数量

  • 检查 IF (root -> left AND root->right),然后将计数增加 1

  • 设置 count = count + recursive_call_to_this_function(root->left) + recursive_call_to_this_function(root->right)

  • 返回 count

  • 打印结果。

示例

// 递归程序计数完整节点
#include <iostream>
using namespace std;
struct Node{
   int data;
   struct Node* left, *right;
};
// 获取完整节点计数的函数
int fullcount(struct Node* root){
   if (root == NULL){
      return 0;
   }
   int result = 0;
   if (root->left && root->right){
      result++;
   }
   result += (fullcount(root->left) +
   fullcount(root->right));
   return result;
}
struct Node* newNode(int data){
   struct Node* node = new Node;
   node->data = data;
   node->left = node->right = NULL;
   return (node);
}
int main(){
   struct Node *root = newNode(10);
   root->left = newNode(20);
   root->right = newNode(30);
   root->left->left = newNode(40);
   root->left->right = newNode(50);
   root->left->left->right = newNode(60);
   root->left->right->right = newNode(70);
   cout <<"count is: "<<fullcount(root);
   return 0;
}

输出

如果运行上述代码,我们将得到以下输出 −

count is: 2

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