Arbre binaire parfait

Dans ce didacticiel, vous découvrirez l'arbre binaire parfait. En outre, vous trouverez des exemples pratiques pour vérifier un arbre binaire parfait en C, C ++, Java et Python.

Un arbre binaire parfait est un type d'arbre binaire dans lequel chaque nœud interne a exactement deux nœuds enfants et tous les nœuds feuilles sont au même niveau.

Arbre binaire parfait

Tous les nœuds internes ont un degré de 2.

De manière récursive, un arbre binaire parfait peut être défini comme:

  1. Si un seul nœud n'a pas d'enfants, c'est un arbre binaire de hauteur parfait h = 0,
  2. Si un nœud a h> 0, c'est un arbre binaire parfait si ses deux sous-arbres sont de hauteur h - 1et ne se chevauchent pas.
Arbre binaire parfait (représentation récursive)

Exemples Python, Java et C / C ++

Le code suivant sert à vérifier si un arbre est un arbre binaire parfait.

Python Java C C ++ 
 # Checking if a binary tree is a perfect binary tree in Python class newNode: def __init__(self, k): self.key = k self.right = self.left = None # Calculate the depth def calculateDepth(node): d = 0 while (node is not None): d += 1 node = node.left return d # Check if the tree is perfect binary tree def is_perfect(root, d, level=0): # Check if the tree is empty if (root is None): return True # Check the presence of trees if (root.left is None and root.right is None): return (d == level + 1) if (root.left is None or root.right is None): return False return (is_perfect(root.left, d, level + 1) and is_perfect(root.right, d, level + 1)) root = None root = newNode(1) root.left = newNode(2) root.right = newNode(3) root.left.left = newNode(4) root.left.right = newNode(5) if (is_perfect(root, calculateDepth(root))): print("The tree is a perfect binary tree") else: print("The tree is not a perfect binary tree")
 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in Java class PerfectBinaryTree ( static class Node ( int key; Node left, right; ) // Calculate the depth static int depth(Node node) ( int d = 0; while (node != null) ( d++; node = node.left; ) return d; ) // Check if the tree is perfect binary tree static boolean is_perfect(Node root, int d, int level) ( // Check if the tree is empty if (root == null) return true; // If for children if (root.left == null && root.right == null) return (d == level + 1); if (root.left == null || root.right == null) return false; return is_perfect(root.left, d, level + 1) && is_perfect(root.right, d, level + 1); ) // Wrapper function static boolean is_Perfect(Node root) ( int d = depth(root); return is_perfect(root, d, 0); ) // Create a new node static Node newNode(int k) ( Node node = new Node(); node.key = k; node.right = null; node.left = null; return node; ) public static void main(String args()) ( Node root = null; root = newNode(1); root.left = newNode(2); root.right = newNode(3); root.left.left = newNode(4); root.left.right = newNode(5); if (is_Perfect(root) == true) System.out.println("The tree is a perfect binary tree"); else System.out.println("The tree is not a perfect binary tree"); ) )
 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in C #include #include #include struct node ( int data; struct node *left; struct node *right; ); // Creating a new node struct node *newnode(int data) ( struct node *node = (struct node *)malloc(sizeof(struct node)); node->data = data; node->left = NULL; node->right = NULL; return (node); ) // Calculate the depth int depth(struct node *node) ( int d = 0; while (node != NULL) ( d++; node = node->left; ) return d; ) // Check if the tree is perfect bool is_perfect(struct node *root, int d, int level) ( // Check if the tree is empty if (root == NULL) return true; // Check the presence of children if (root->left == NULL && root->right == NULL) return (d == level + 1); if (root->left == NULL || root->right == NULL) return false; return is_perfect(root->left, d, level + 1) && is_perfect(root->right, d, level + 1); ) // Wrapper function bool is_Perfect(struct node *root) ( int d = depth(root); return is_perfect(root, d, 0); ) int main() ( struct node *root = NULL; root = newnode(1); root->left = newnode(2); root->right = newnode(3); root->left->left = newnode(4); root->left->right = newnode(5); root->right->left = newnode(6); if (is_Perfect(root)) printf("The tree is a perfect binary tree"); else printf("The tree is not a perfect binary tree"); )
 // Checking if a binary tree is a perfect binary tree in C++ #include using namespace std; struct Node ( int key; struct Node *left, *right; ); int depth(Node *node) ( int d = 0; while (node != NULL) ( d++; node = node->left; ) return d; ) bool isPerfectR(struct Node *root, int d, int level = 0) ( if (root == NULL) return true; if (root->left == NULL && root->right == NULL) return (d == level + 1); if (root->left == NULL || root->right == NULL) return false; return isPerfectR(root->left, d, level + 1) && isPerfectR(root->right, d, level + 1); ) bool isPerfect(Node *root) ( int d = depth(root); return isPerfectR(root, d); ) struct Node *newNode(int k) ( struct Node *node = new Node; node->key = k; node->right = node->left = NULL; return node; ) int main() ( struct Node *root = NULL; root = newNode(1); root->left = newNode(2); root->right = newNode(3); root->left->left = newNode(4); root->left->right = newNode(5); root->right->left = newNode(6); if (isPerfect(root)) cout << "The tree is a perfect binary tree"; else cout << "The tree is not a perfect binary tree"; )

Théorèmes d'arbre binaire parfait

  1. Un arbre binaire parfait de hauteur h a un nœud.2h + 1 - 1
  2. Un arbre binaire parfait avec n nœuds a une hauteur log(n + 1) - 1 = Θ(ln(n)).
  3. Un arbre binaire parfait de hauteur h a des nœuds feuilles.2h
  4. La profondeur moyenne d'un nœud dans un arbre binaire parfait est de Θ(ln(n)).

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