获取树高度的两种方法与完全二叉树的判断

article/2025/9/17 10:50:00

树的高度

树的高度是节点高度的最大值。
在这里插入图片描述
每一层节点的高度如图所示。

方法一:递归

根节点的高度显然就是二叉树的高度。

/**
* 获取树的高度* @return*/
public int height(){return height2(root);
}/*** 使用递归方法获取树的高度* @param node* @return*/
private int height1(Node<E> node){if(node==null)return 0;//当前节点的高度等于左右子节点高度最大值+1return Math.max(height1(node.left)+1,height1(node.right)+1);
}

方法二:非递归

通过层序遍历的方法计算高度,每走完一层,高度就加了1。显然该方法要计算每层的节点数并记录,而该层的节点数显然是上一层的节点访问完出队,并将左右节点入队列后队列的大小。而第一层的节点只有根节点,节点数为1。

/**
* 获取树的高度* @return*/
public int height(){return height2(root);
}/*** 使用非递归方法获取树的高度* @param node* @return*/
private int height2(Node<E> node){Queue<Node<E>> queue=new LinkedList<>();queue.offer(node);int levelSize=1;//while(!queue.isEmpty()){Node<E> node=queue.poll();levelSize--;//节点数减一int height=0;if(null!=node.left)queue.offer(node.left);if(null!=node.right)queue.offer(node.right);//如果当前层节点数用完则层数加一,并跟新下一层节点数if(0==levelSize){height++;levelSize=queue.size();}}return height;
}

判断是否是完全二叉树

在这里插入图片描述

完全二叉树就是节点从上往下,从左往右依次放置节点的二叉树,显然其结构与层序遍历很有关联。而一棵完全二叉树有四种节点:
(1)有两个子节点的节点(什么都无法表明,只需将左右节点入队列)
(2)有左子节点,无右子节点的节点(表明后面的节点必须是叶子节点,如图中的节点:3,层序遍历在3之后都是叶子节点)
(3)有右子节点,无左子节点的节点(显然已经不是完全二叉树了)
(4)既无左子节点,又无右子节点(叶子节点:表明后面存在的节点必须也是是叶子节点)

那么创建一个变量记录出否出现了(3)(4)情况,通过层序遍历,就能判断出一棵树是否是完全二叉树了。
此外可以在节点类中新增isLeaf方法和hasTwoChildren方法,让代码看起来更简洁。

//构造树节点
private static class Node<E>{E element;Node<E> left;Node<E> right;Node<E> parent;public Node(E element, Node<E> parent) {this.element = element;this.parent = parent;}public boolean isLeaf(){return left==null&&right==null;}public boolean hasTwoChildren(){return left!=null&&right!=null;}
}
public boolean isComplete(){Queue<Node<E>> queue=new LinkedList();queue.offer(root);boolean isLeaf=false;while(!queue.isEmpty()){Node<E> node=queue.poll();//如果要求是叶子节点但不是,则不是完全二叉树if(isLeaf&&!node.isLeaf())return false;if(node.hasTwoChildren()){queue.offer(node.left);queue.offer(node.right);	}else if(node.left==null&&node.right!=null){return false;//不是完全二叉树}else{//否则后面的节点必须是叶子节点isLeaf=true;if(null!=node.left)//左节点可能不为空queue.offer(node.left);}}return true;
}

http://chatgpt.dhexx.cn/article/6ua7HwMZ.shtml

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