完全二叉搜索树是两个概念的包含,即完全二叉树+二叉搜索树。二叉搜索树是一棵二叉树,以根结点为中心,根结点左子树的所有结点权值均小于根结点的权值,根结点右子树的所有结点权值均大于根结点的权值。
而完全二叉树指从根结点到倒数第二层满足完美二叉树,最后一层可以不完全填充,其叶子结点都靠左对齐。
(完美二叉树:又叫满二叉树,指一个深度为k(>=-1)且有2^(k+1) - 1个结点的二叉树称为完美二叉树。)
完全二叉树:
完全二叉搜索树的要求是按照给定序列建出一棵完全二叉树,同时这棵完全二叉树满足二叉搜索树的性质。举个例子:把0123456789这个序列建一棵完全二叉搜索树,得到的树应该是这个样子的:
接下来是核心算法的思路:首先我们可以把给定的序列从小到大排序,例如0123456789。然后我们想,我们最后建成的树是满足二叉搜索树的性质,即根结点左子树的所有结点的权值均小于根结点的权值,根结点右子树的所有结点的权值均大于根结点的权值,所以,如果我们知道这棵树根结点的左子树一共有n个结点,那么就可以知道根结点的权值是从小到大排列完后序列中的第n+1位的数字。为什么可以这样做?因为这利用到了完全二叉树的性质,当给定一个确定的k(k是结点数),那么这个完全二叉树就是固定不变的了。比如棵树:
0-9有是个数,也就是k=10;所以以此序列构建出的完全二叉搜索树根结点的左子树一定含有6个结点。所以根结点的值就是序列中的第7位的数字(也就是“6”)。同时我们也就可以知道“6”之后的数7、8、9是右子树的结点的值。
当我们填了第一个数根结点的值6之后,就可以递归的处理左右子树。因为如果一棵二叉树是完全二叉树的话,那么它的左子树和右子树也一定是完全二叉树。所以可以用递归处理。
例如填完根结点后,继续看左子树,根结点的左子树一共有6个结点,一棵k=6的完全二叉树的左子树一定包含三个结点,所以左子树的根节点的值填入“3”,同时知道该左子树的右结点一定包含4和5这两个结点。
核心算法代码在个人代码云:https://gitee.com/justinzeng/codes/9uhkejlxowdgy04zm26b399