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完全二叉树的叶子节点只会出现最后两层,且最后一层的叶子节点都靠左对齐。根据定义来看,度为 1 的节点只会在左子树,度为 1 的节点要么是 1 个,要么是 0 个。
完全二叉树属于二叉树,即每个节点的度最大为 2。
度:节点拥有 n 棵子树,就是度为 n。
判断完全二叉树之前,需要先判断是否是叶子节点,当该节点的左子树和右子树都是 null 时,该节点就是**叶子节点:
public Boolean isLeaf() {
return left == null && right == null;
}
接下来判断是否是完全二叉树,编写 code 的时候,要先判断是否存在二叉树,即判断根节点是否为 null,若为 null 就肯定不是完全二叉树。即 if (root == null) return false;。
下面用队列的方式一一遍历节点,首先入队根节点 queue.offer(root);,然后用 while (!queue.isEmpty()) 作为循环条件。这里先创建一个标识 leaf 来设置上一个节点是否是叶子节点,因为当开始遍历叶子节点时,若上一个是叶子节点,当前节点不是叶子节点,那就就不是完全二叉树。
遍历节点时,当节点的左子树是 null,那么这个节点的右子树必须是 null,否则不是完全二叉树。
若节点的左子树不是 null,就把该节点的左子树节点入队,然后判断它的右子树节点,不为 null 就入队,若为 null,则可以将 leaf 设置为 true,当前节点就是叶子节点。
public boolean isComplete() {
if (root == null) return false;
Queue<Node<E>> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
// 是否是叶子节点标识,初始为 false
boolean leaf = false;
while (!queue.isEmpty()) {
Node<E> node = queue.poll();
// 上一个节点是叶子节点,当前节点不是叶子节点,返回 false
if (leaf && !node.isLeaf()) return false;
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
} else if (node.right != null) {
// 左子节点为 null,右子节点不为 null,返回 false
return false;
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
} else { // 后面遍历的节点都必须是叶子节点
leaf = true;
}
}
return true;
}
树的高度
接上节二叉树基础,这里来详细梳理一下树的高度,先明确定义:
- 树的高度:所有节点高度中的最大值
- 节点高度:从当前节点到最远叶子节点的路径上的节点总数。
递归求树的高度
树的高度就是根节点的高度,每一个节点的高度是它的左右子节点中最大的高度加上当前节点的高度(+1)。
所以求树的高度,就是就根节点的高度。
/**
* 树的高度(递归)
* @return
*/
public int height2() {
// 求根节点的高度
return height(root);
}
注意:凡是递归都要有结束递归的条件,这里设置的结束递归条件是节点为 null。
// 求节点的高度(递归方法)
private int height(Node<E> node) {
if (node == null) return 0;
return 1 + Math.max(height(node.left), height(node.right));
}
非递归求树的高度
这里也可以用非递归的方式求树的高度。主要的逻辑就是遍历每一层的节点,当前层的节点都遍历完时,树的高度就增加 1,直到遍历完所有的节点。这里使用队列来处理遍历节点。
需要注意的是,首先从根节点开始遍历,根节点遍历完的高度为 1。leverSide 记录每一次遍历节点,并递减,当leverSide 为 0 时,高度就增加 1,并通过 queue.size() 来获取下一层的节点数量。
这里先设置 leverSide 为 1,把根节点入队,然后进行循环遍历。这里可以看出 leverSide 是二叉树中每一层的节点数量。
这里要特别留意,只有当 leverSide 是 0 时,这一层的节点都遍历完了,那么 heght 也增加 1,同时下一层节点的数量就是现在队列中的元素数量。
public int height() {
if (root == null) return 0;
// 树的高度
int height = 0;
// 每一层元素数量
int leverSide = 1;
Queue<Node<E>> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
Node<E> node = queue.poll();
leverSide --;
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
if (leverSide == 0) {
height ++;
// 下一层节点的数量
leverSide = queue.size();
}
}
return height;
}
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