二叉树的基本性质

mac2024-10-25  56

1.二叉树的第i层上最多有2i-1个结点(i≥1)。

证明:当i=1时,第1层只有一个根结点,而 2i-1=20 =1,结论显然成立。 假定i=k(1≤k<i)时结论成立,即第k层上至多有2k-1个结点, 则 i=k+1时,因为第k+1层上的结点是第k层上结点的孩子,而二叉树中每个结点最多有2个孩子,故在第k+1层上最大结点个数为第k层上的最大结点个数的二倍,即2×2k-1=2k。结论成立。

2.一棵深度为k的二叉树中,最多有2k-1个结点,最少有k个结点。

证明:由性质1可知,深度为k的二叉树中结点个数最多 = 2k-1; 每一层至少要有一个结点,因此深度为k的二叉树, 至少有k个结点。 深度为k且具有2k-1个结点的二叉树一定是满二叉树, 深度为k且具有k个结点的二叉树不一定是斜树。

3.在一棵二叉树中,如果叶子结点数为n0,度为2的结点数为n2,则有: n0=n2+1。

证明: 设n为二叉树的结点总数,n1为二叉树中度为1的结点数,则有: n=n0+n1+n2 在二叉树中,除了根结点外,其余结点都有唯一的一个分枝进入,由于这些分枝是由度为1和度为2的结点射出的,一个度为1的结点射出一个分枝,一个度为2的结点射出两个分枝,所以有: n=n1+2n2+1 因此可以得到:n0=n2+1 。 小问题:在有n个结点的满二叉树中,有多少个叶子结点? 因为在满二叉树中没有度为1的结点,只有度为0的叶子结点和度为2的分支结点,所以, n= n0 + n2 n0=n2 + 1 即叶子结点n0=(n + 1)/2

4.具有n个结点的完全二叉树的深度为 log2n +1。

具有n个结点的完全二叉树的深度为 log2n +1。

5.对一棵具有n个结点的完全二叉树中从1开始按层序编号,则对于任意的序号为i(1≤i≤n)的结点(简称为结点i),有:

(1)如果i>1, 则结点i的双亲结点的序号为 i/2;如果i=1, 则结点i是根结点,无双亲结点。 (2)如果2i≤n, 则结点i的左孩子的序号为2i; 如果2i>n,则结点i无左孩子。 (3)如果2i+1≤n, 则结点i的右孩子的序号为2i+1;如果2i+1>n,则结点 i无右孩子。

对一棵具有n个结点的完全二叉树中从1开始按层序编号,则 结点i的双亲结点为 i/2; 结点i的左孩子为2i; 结点i的右孩子为2i+1。

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