《第6章_数据结构习题题目及答案_树和二叉树_参考答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章_数据结构习题题目及答案_树和二叉树_参考答案（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . . 一、基础知识题6.1设树T的度为4，其中度为1，2，3和4的结点个数分别为4，2，1，1，求树T中的叶子数。【解答】 设度为m的树中度为0,1,2,m的结点数分别为n0, n1, n2, nm，结点总数为n，分枝数为B，则下面二式成立n= n0+n1+n2+nm (1)n=B+1= n1+2n2+mnm+1 (2)由(1)和(2)得叶子结点数n0=1+即： n0=1+(1-1)*4+(2-1)*2+(3-1)*1+(4-1)*1=86.2一棵完全二叉树上有1001个结点，求叶子结点的个数。【解答】因为在任意二叉树中度为2 的结点数n2和叶子结点数n0有如下关系：n2=n0-1,所以
2、设二叉树的结点数为n, 度为1的结点数为n1，则 n= n0+ n1+ n2 n=2n0+n1-1 1002=2n0+n1由于在完全二叉树中，度为1的结点数n1至多为1，叶子数n0是整数。本题中度为1的结点数n1只能是0，故叶子结点的个数n0为501.注：解本题时要使用以上公式，不要先判断完全二叉树高10，前9层是满二叉树，第10层都是叶子，。虽然解法也对，但步骤多且复杂，极易出错。6.3 一棵124个叶结点的完全二叉树，最多有多少个结点。【解答】由公式n=2n0+n1-1,当n1为1时，结点数达到最多248个。6.4一棵完全二叉树有500个结点，请问该完全二叉树有多少个叶子结点？有多少个度为
3、1的结点？有多少个度为2的结点？如果完全二叉树有501个结点，结果如何？请写出推导过程。【解答】由公式n=2n0+n1-1，带入具体数得，500=2n0+n1-1，叶子数是整数，度为1的结点数只能为1，故叶子数为250，度为2的结点数是249。若完全二叉树有501个结点，则叶子数251，度为2的结点数是250，度为1的结点数为0。6.5某二叉树有20个叶子结点，有30个结点仅有一个孩子，则该二叉树的总结点数是多少。【解答】由公式n=2n0+n1-1，得该二叉树的总结点数是69。6.6 求一棵具有1025个结点的二叉树的高h。【解答】该二叉树最高为1025（只有一个叶子结点），最低高为11。因为
4、210-11025211-1，故1025个结点的二叉树最低高为11。6.7 一棵二叉树高度为h，所有结点的度或为0，或为2，则这棵二叉树最少有多少结点。【解答】第一层只一个根结点，其余各层都两个结点，这棵二叉树最少结点数是2h-1。6.8将有关二叉树的概念推广到三叉树，则一棵有244个结点的完全三叉树的高度是多少。【解答】设含n个结点的完全三叉树的高度为h，则有nn2n0)的满二叉树对应的森林由多少棵树构成。【解答】因为在二叉树转换为森林时，二叉树的根结点，根结点的右子女，右子女的右子女，都是树的根，所以，高度为h(h0)的满二叉树对应的森林由h棵树构成。6.11 某二叉树结点的中序序列为BD
5、AECF，后序序列为DBEFCA，则该二叉树对应的森林包括几棵树？【解答】3棵树。（本题不需画出完整的二叉树，更不需要画出森林，只需画出二叉树的右子树就可求解。如上题所述，二叉树的根结点，根结点的右子女，右子女的右子女，在二叉树转为森林时，都是树的根。）6.12 对任意一棵树，设它有n个结点，这n个结点的度数之和为多少？【解答】n-1。度数其实就是分支个数。根结点无分支所指，其余结点有且只有一个分支所指。6.13 一棵左子树为空的二叉树在先序线索化后，其中空的链域的个数是多少？【解答】对二叉树线索化时，只有空链域才可加线索。一棵左子树为空的二叉树在先序线索化时，根结点的左链为空，应加上指向前驱
6、的线索，但根结点无前驱，故该链域为空。同样分析知道最后遍历的结点的右链域为空。故一棵左子树为空的二叉树在先序线索化后，其中空的链域的个数是2个。6.14 一棵左、右子树均不空的二叉树在先序线索化后，其中空的链域的个数是多少?【解答】1个。6.15 设B是由森林F变换得的二叉树。若F中有n个非终端结点，则B中右指针域为空的结点有几个？【解答】n+1。森林中任何一个非终端结点在转换成二叉树时，其第一个子女结点成为该非终端结点的左子女，其余子女结点成为刚生成的左子女结点的右子女，右子女结点的右子女，最右子女结点的右链域为空。照此分析，n个非终端结点在转换后，其子女结点中共有n个空链域。另外，森林中各
7、棵树的根结点可以看做互为兄弟，转换成二叉树后也产生1个空链域。因此，本题的答案是n+1。6.16 试分别找出满足以下条件的所有二叉树： (1)二叉树的前序序列与中序序列相同； (2) 二叉树的中序序列与后序序列相同； (3)二叉树的前序序列与后序序列相同；(4) 二叉树的前序序列与层次序列相同；(5) 二叉树的前序、中序与后序序列均相同。【解答】前序遍历二叉树的顺序是“根左子树右子树”，中序遍历的顺序是“左子树根右子树”，后序遍历顺序是：“左子树右子树根，根据以上原则，本题解答如下：若前序序列与中序序列相同，则或为空树，或为任一结点至多只有右子树的二叉树。若中序序列与后序序列相同，则或为空树，
8、或为任一结点至多只有左子树的二叉树。若前序序列与后序序列相同，则或为空树，或为只有根结点的二叉树。若二叉树的前序、中序与后序序列均相同，则或为空树，或为只有根结点的二叉树。6.17 已知一棵二叉树的前序遍历的结果是ABECDFGHIJ，中序遍历的结果是EBCDAFHIGJ，试画出这棵二叉树，对二叉树进行中序线索化，并将该二叉树转换为森林。【解答】6.18 已知一棵二叉树的后序遍历序列为EICBGAHDF，同时知道该二叉树的中序遍历序列为CEIFGBADH，试画出该二叉树。6.19设二叉树中每个结点均用一个字母表示，若一个结点的左子树或右子树为空，用#表示，现前序遍历二叉树，访问的结点序列为AB
9、D#C#E#F#，写出中序和后序遍历二叉树时结点的访问序列。【解答】中序遍历二叉树时结点的访问序列：#D#B#C#E#A#F#后序遍历二叉树时结点的访问序列。#D#ECB#FA6.20有n个结点的k叉树（k2）用k叉链表表示时，有多少个空指针？【解答】k叉树（k2）用k叉链表表示时,每个结点有k个指针，除根结点没有指针指向外，其余每个结点都有一个指针指向，故空指针的个数为： nk-(n-1)=n(k-1)+16.21 一棵高度为h的满k叉树有如下性质：根结点所在层次为0；第h层上的结点都是叶子结点；其余各层上每个结点都有k棵非空子树，如果按层次自顶向下，同一层自左向右，顺序从1开始对全部结点进
10、行编号，试问：(1)各层的结点个数是多少?(2)编号为i的结点的双亲结点（若存在）的编号是多少?(3)编号为i的结点的第m个孩子结点（若存在）的编号是多少？(4)编号为i的结点有右兄弟的条件是什么？其右兄弟结点的编号是多少？【解答】(1)kl(l为层数，按题意，根结点为0层)（2）因为该树每层上均有kl个结点，从根开始编号为1，则结点i的从右向左数第个孩子的结点编号为ki。设n 为结点i的子女，则关系式(i-1)k+2=n1)的前一结点编号为i-1（其最右边子女编号是(i-1)*k+1），故结点 i的第 m个孩子的编号是(i-1)*k+1+m。(4) 根据以上分析，结点i有右兄弟的条件是，它不
11、是双亲的从右数的第一子女，即 (i-1)%k!=0，其右兄弟编号是i+1。6.22证明任一结点个数为n(n0) 的二叉树的高度至少为(logn)+1。【解答】最低高度二叉树的特点是，除最下层结点个数不满外，其余各层的结点数都应达到各层的最大值。设n个结点的二叉树的最低高度是h，则n应满足2h-1n2h-1关系式。解此不等式，并考虑h是整数，则有h=logn+1，即任一结点个数为n 的二叉树的高度至少为(logn)+1。6.23 已知A1.N是一棵顺序存储的完全二叉树，如何求出Ai和Aj的最近的共同祖先？【解答】根据顺序存储的完全二叉树的性质，编号为i的结点的双亲的编号是i/2，故Ai和Aj的最
12、近公共祖先可如下求出： while(i/2!=j/2)if(ij) i=i/2;elsej=j/2;退出while后，若i/2=0,则最近公共祖先为根结点，否则最近公共祖先是i/2。6.24已知一棵满二叉树的结点个数为20到40之间的素数，此二叉树的叶子结点有多少个？【解答】结点个数在20到40的满二叉树且结点数是素数的数是31，其叶子数是16。6.25求含有n个结点、采用顺序存储结构的完全二叉树中的序号最小的叶子结点的下标。要求写出简要步骤。【解答】根据完全二叉树的性质，最后一个结点（编号为n）的双亲结点的编号是n/2，这是最后一个分枝结点，在它之后是第一个终端（叶子）结点，故序号最小的叶子
13、结点的下标是n/2+1。6.26 试证明:同一棵二叉树的所有叶子结点，在前序序列、中序序列以及后序序列中都按相同的相对位置出现（即先后顺序相同），例如前序abc，后序bca，中序bac。【证明】前序遍历是“根左右”，中序遍历是“左根右”，后序遍历是“左右根”。三种遍历中只是访问“根”结点的时机不同，对左右子树均是按左右顺序来遍历的，因此所有叶子都按相同的相对位置出现。6.27设具有四个结点的二叉树的前序遍历序列为；为长度等于4的由，排列构成的字符序列，若任取作为上述算法的中序遍历序列，试问是否一定能构造出相应的二叉树，为什么？试列出具有四个结点二叉树的全部形态及相应的中序遍历序列。【解答】若前
14、序序列是abcd，并非由这四个字母的任意组合（4!=24）都能构造出二叉树。因为以abcd为输入序列，通过栈只能得到1/(n+1)*2n!/(n!*n!)=14 种，即以abcd为前序序列的二叉树的数目是14。任取以abcd作为中序遍历序列，并不全能与前序的abcd序列构成二叉树。例如：若取中序序列dcab就不能。该14棵二叉树的形态及中序序列略。6.28已知某二叉树的每个结点，要么其左、右子树皆为空，要么其左、右子树皆不空。又知该二叉树的前序序列为：JFDBACEHXIK；后序序列为：ACBEDXIHFKJ。请给出该二叉树的中序序列，并画出相应的二叉树树形。【解答】一般说来，仅仅知道二叉树的前序遍历序列和后序遍历序列并不能确
