完整二元樹最多

在計算機科學中,二元樹(binary tree)是一種樹狀數據結構,其中每個節點最多有兩個子節點,分別稱為左子節點和右子節點。如果一棵二元樹的每一層都恰好有兩個節點,並且所有層次都充滿了節點,那麼這棵樹就被稱為「完全二元樹」(complete binary tree)。

完全二元樹的特點是:

  1. 除了最底層外,每一層都必須填滿。
  2. 最底層的左邊必須填滿。
  3. 如果有節點僅存在於最底層的右邊,它們必須在同一層上按從左到右的順序排列。

完全二元樹的層數(高度)可以表示為 log₂(n+1),其中 n 是樹中的節點數量。因此,完全二元樹的最大節點數量取決於它的層數。

對於一棵具有 h 層的二元樹,其節點數量最多為 2^h - 1,因為每一層最多可以有 2^(h-1) 個節點,而最底層可能有 2^(h-1) - 1 個節點(如果 h 是奇數)或 2^(h-1) 個節點(如果 h 是偶數)。

例如,一棵具有 4 層(高度為 3,因為根節點算作第 0 層)的完全二元樹最多可以有 2^4 - 1 = 15 個節點。

因此,一棵完全二元樹的最大節點數量取決於它的層數,並且隨著層數的增加,節點數量會以 2 的冪次方遞增。