N元樹的同構


同構定義為兩棵樹具有相同的或映象結構。在映象結構的情況下,左節點資料將始終與右節點匹配。例如,我們將取最接近映象的數字,看看它的反轉是什麼,這就是同構的真正概念。

在本文中,我們將檢查兩棵不同的二叉樹是否同構。

讓我們來看一個N元樹同構的例子:

請注意,L 代表左節點,而 R 代表右節點

P 和 Q 樹在最左邊的第二個分割槽的映象結構

這兩個圖顯示了它們如何透過給出四個匹配條件(P 和 Q 的根節點)而彼此同構,例如:

  • 左左節點可以匹配。

  • 右右節點可以匹配。

  • 左右節點可以匹配。

  • 右左節點可以匹配。

語法

程式中使用的以下語法:

struct name_of_structure{
   data_type var_name;   
   // data member or field of the structure.
}

引數

  • struct - 此關鍵字用於表示結構資料型別。

  • name_of_structure - 我們為結構提供任何名稱。

  • 結構是在一個地方收集各種相關變數。

演算法

  • 我們將從名為'iostream'的標頭檔案開始程式。

  • 我們正在建立一個名為'tree_node'的結構,其整數型別為'd',並初始化指標變數'l''r'分別代表左子節點和右子節點資料。

  • 現在我們建立另一個結構,其中包含一個名為'create_node()'的函式,該函式接受一個名為'data'的引數來處理根節點的值。此外,我們使用給定的資料建立'tree_node'指標來將左子節點和右子節點指標初始化為null,並返回根節點。使用此函式,我們將插入左子節點和右子節點。

  • 我們正在建立一個布林型別函式'check_isomorphism_tree',以兩個tree_node指標pq作為輸入引數並返回布林值。在其中,我們建立兩次“if 語句”來檢查p中的資料是否等於q。

    • 檢查 p q 是否都為 null,如果是,則返回 true,因為樹是同構的。

    • 檢查 p q 是否為 null,如果是,則返回 false,因為樹不是同構的。

  • 'check_isomorphism_tree'函式中,我們使用邏輯運算子“&&”和“||”遞迴地檢查節點'p''q'的左子節點和右子節點的所有可能組合。

  • 我們從主函式開始,建立兩個樹節點'p'和'q'來提供資訊。

  • 在主函式中,我們使用 if 語句呼叫'check_isomorphism_tree'函式,並將給定的引數 p 和 q 傳遞給它,以驗證這些整數值是否同構。如果它是同構的,則列印語句為“給定的節點資訊將構成同構樹”,否則反之。

示例

在這個程式中,我們將檢查兩棵二叉樹是否同構。

#include<iostream>
using namespace std;
struct tree_node{
   int d;
   tree_node*l;  // l = left
   tree_node*r;  // r = right
};
struct tree_node* create_node(int data){
   struct tree_node*root= new tree_node;
   root->d= data;
   root->l= NULL;
   root->r= NULL;
   return root;    
}
bool check_isomorphism_tree(tree_node*p, tree_node*q)  {
// p and q both are different tree
   if(p==NULL and q==NULL){
      return true;
   }
   if(p==NULL or q==NULL){
      return false;
   }
   // return all the possible condition 
   return (p->d==q->d && ((check_isomorphism_tree(p->l,q->r)&& check_isomorphism_tree(p->r,q->l))||(check_isomorphism_tree(p->l,q->l)&& check_isomorphism_tree(p->r,q->r))));
}
int main(){
   // Tree of root p
	struct tree_node *p = create_node(10); 
   p->l  = create_node(5); 
   p->r = create_node(4); 
   p->l->l = create_node(11); 
   p->r->r = create_node(12);
   p->l->r = create_node(51); 
   p->r->l = create_node(6); 
   p->l->r->l = create_node(7); // left->right->left
   p->l->l->l = create_node(9); // left->left->left
   // Tree of root q
   struct tree_node *q = create_node(10); 
   q->l  = create_node(5); 
   q->r = create_node(4); 
   q->l->l = create_node(11); 
   q->r->r = create_node(12);
   q->l->r = create_node(51); 
   q->r->l = create_node(6); 
   q->l->r->l = create_node(7); 
   q->l->l->l = create_node(9);
   if(check_isomorphism_tree(p,q)){
      cout<<"This given information of node will make isomorphism tree"<<endl;
   } else {
      cout<<" This given information of node will not make isomorphism tree "<<endl;
   }
   return 0;
}

輸出

This given information of node will make isomorphism tree

結論

在這個程式中,我們理解了 N 元樹同構的概念。我們看到了結構如何幫助表示樹節點,以及左左節點、右左節點、左右左節點等的使用如何幫助構建樹,以及以下操作如何滿足樹的同構性。

更新於:2023年4月20日

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