在 Python 中查詢給定二叉樹中最大的完美子樹


假設我們有一個給定的二叉樹;我們必須找到該給定二叉樹中最大的完美子樹的大小。眾所周知,完美二叉樹是指所有內部節點都有兩個子節點且所有葉子節點都在同一級別的二叉樹。

因此,如果輸入如下所示:

則輸出將為 3,子樹為:

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • 定義一個名為 RetType 的塊,它將儲存 isPerfect、height 和 rootTree,它們最初都為 0

  • 定義一個名為 get_prefect_subtree() 的函式,它接受 root 作為引數

  • r_type := 一個新的 RetType

  • 如果 root 等於 None,則

    • r_type.isPerfect := True

    • r_type.height := 0

    • r_type.rootTree := null

    • 返回 r_type

  • left_subtree := get_prefect_subtree(root.left)

  • right_subtree := get_prefect_subtree(root.right)

  • 如果 left_subtree 是完美的,並且 right_subtree 是完美的,並且 left_subtree 的高度與 right_subtree 的高度相同,則

    • r_type 的高度 := left_subtree 的高度 + 1

    • 設定 r_type 為完美

    • r_type.rootTree := root

    • 返回 r_type

  • 設定 r_type 為不完美

  • r_type.height := left_subtree 的高度和 right_subtree 的高度中的最大值

  • 如果 left_subtree 的高度 > right_subtree 的高度,則

    • r_type.rootTree := left_subtree.rootTree

  • 否則,

    • r_type.rootTree := right_subtree.rootTree

  • 返回 r_type

示例

讓我們來看一下下面的實現以更好地理解:

線上演示

class TreeNode:
   def __init__(self, data, left = None, right = None):
      self.data = data
      self.left = left
      self.right = right
def print_tree(root):
   if root is not None:
      print_tree(root.left)
      print(root.data, end = ', ')
      print_tree(root.right)
class RetType:
   def __init__(self):
      isPerfect = 0
      height = 0
      rootTree = 0
def get_prefect_subtree(root):
   r_type = RetType()
   if (root == None) :
      r_type.isPerfect = True
      r_type.height = 0
      r_type.rootTree = None
      return r_type
   left_subtree = get_prefect_subtree(root.left)
   right_subtree = get_prefect_subtree(root.right)
   if (left_subtree.isPerfect and right_subtree.isPerfect and left_subtree.height == right_subtree.height) :
      r_type.height = left_subtree.height + 1
      r_type.isPerfect = True
      r_type.rootTree = root
      return r_type
   r_type.isPerfect = False
   r_type.height = max(left_subtree.height, right_subtree.height)
   if (left_subtree.height > right_subtree.height ):
      r_type.rootTree = left_subtree.rootTree
   else :
      r_type.rootTree = right_subtree.rootTree
   return r_type

root = TreeNode(2)
root.left = TreeNode(3)
root.right = TreeNode(4)
root.left.left = TreeNode(5)
root.left.right = TreeNode(6)
root.right.left = TreeNode(7)

res = get_prefect_subtree(root)
h = res.height

print ("Size: " , pow(2, h) - 1)
print ("Tree: ", end = " ")
print_tree(res.rootTree)

輸入

root = TreeNode(2)
root.left = TreeNode(3)
root.right = TreeNode(4)
root.left.left = TreeNode(5)
root.left.right = TreeNode(6)
root.right.left = TreeNode(7)

輸出

Size: 3
Tree: 5, 3, 6,

更新於:2020年8月20日

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