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问题:

给定一个数字n,有多少平衡二叉树(不是二叉搜索树)?

容寒
2023-03-14

在这个问题中,balanced的定义是

其左子树中的节点数和其右子树中的节点数几乎相等,这意味着它们的差异不大于1

如果给定一个n作为总节点数,这样的树有多少?

另外,如果我们将节点数替换为高度呢?给定一个高度,有多少高度平衡的树?

共有1个答案

颛孙和颂
2023-03-14

差别只会由最后一层产生,因此你可以找到该层剩下多少节点,然后考虑所有可能的组合。拥有n节点,你知道高度应该是floor(log(n))因此深度k=floor(log(n))-1处的同一棵树是完全平衡的,因此你知道这是需要(m=sum(i=0..k)2^i节点,因此n-m节点被留到最后一级。平衡二叉树的一些定义强制“所有节点左对齐”,在这种情况下,很明显,只有一种可能性,没有这个约束,你有2^层(log(n))选择n-m,因为你必须选择2^层(log(n))可能的节点槽,强制分配总共n-m个节点。

对于高度层,您考虑的是2^层(log(n))选择i,因为i从1到2^层(log(n))。你可以考虑在最后一级有1个节点,然后是2个节点,依此类推,直到你没有把它变成一个完全平衡的二叉树,因此所有的2^floor(log(n))slot都被分配了。

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