L2-3 完全二叉树的层序遍历
一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是完美二叉树。对于深度为 D 的,有 N 个结点的二叉树,若其结点对应于相同深度完美二叉树的层序遍历的前 N 个结点,这样的树就是完全二叉树。
给定一棵完全二叉树的后序遍历,请你给出这棵树的层序遍历结果。
输入格式:
输入在第一行中给出正整数 N(≤30),即树中结点个数。第二行给出后序遍历序列,为 N 个不超过 100 的正整数。同一行中所有数字都以空格分隔。
输出格式:
在一行中输出该树的层序遍历序列。所有数字都以 1 个空格分隔,行首尾不得有多余空格。
输入样例:
8
91 71 2 34 10 15 55 18
输出样例:
18 34 55 71 2 10 15 91
解题思路
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完全二叉树的性质:
- 完全二叉树可以使用数组来表示,其中对于节点i,其左孩子是2i,右孩子是2i+1
- 这种表示方法使得层序遍历就是数组的顺序遍历
-
后序遍历重建:
- 后序遍历的顺序是:左子树 → 右子树 → 根节点
- 我们可以利用递归的方式,按照后序的顺序填充完全二叉树的节点值
-
层序遍历输出:
- 由于完全二叉树使用数组表示,层序遍历就是数组从1到N的顺序输出
代码实现
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct TreeNode {
int val;
int left;
int right;
} tree[35]; // 最多30个节点,数组大小设为35
int n;
// 后序遍历填充完全二叉树
void postOrder(int index) {
if (index > n) return;
// 递归处理左子树
if (tree[index].left)
postOrder(tree[index].left);
// 递归处理右子树
if (tree[index].right)
postOrder(tree[index].right);
// 读取当前节点的值
cin >> tree[index].val;
}
int main() {
cin >> n;
// 构建完全二叉树的结构
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (2 * i <= n)
tree[i].left = 2 * i;
if (2 * i + 1 <= n)
tree[i].right = 2 * i + 1;
}
// 后序遍历填充节点值
postOrder(1);
// 输出层序遍历结果(即数组顺序)
cout << tree[1].val;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
cout << " " << tree[i].val;
}
return 0;
}
关键点分析
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完全二叉树的数组表示:
- 利用完全二叉树的性质,可以使用数组来隐式表示树结构
- 对于节点i,左孩子是2i,右孩子是2i+1
-
后序遍历重建:
- 后序遍历的递归顺序确保了正确填充节点值
- 先处理左子树,再处理右子树,最后处理当前节点
-
层序遍历输出:
- 由于完全二叉树的数组表示本身就是层序遍历的顺序
- 直接按数组顺序输出即可得到层序遍历结果
-
边界条件处理:
- 确保不越界访问数组(节点数不超过30)
- 正确处理叶子节点(没有子节点的情况)