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节点算法

发布时间: 2024-11-26 01:10:58

⑴ 完全二叉树中叶子节点的算法

noip中经常会遇到求完全二叉树叶子结点的问题,比如第十一届全国青少年信息学奥林匹克联赛初赛试题的第四题:完全二叉树的结点个数为4 *N+ 3 ,则它的叶结点个数为()。
A. 2 *N B. 2 *N- 1 C. 2 *N+ 1 D. 2 *N- 2 E. 2 *N+ 2

结论:如果一棵具有n个结点的深度为k的完全二叉树,其叶子结点数和总结点数有这样的关系:n(叶子)=(n总+1)/2,由上所知,我们可以判断这道题的 叶结点个数为(4 *N+ 3+1)/2=2 *N+ 2.

14(第十二届).高度为n的均衡的二叉树是指:如果去掉叶结点及相应的树枝,它应该是高度为n-1的满二叉树。在这里,树高等于叶结点的最大深度,根结点的深度为0,如果某个均衡的二叉树共有2381个结点,则该树的树高为()。
A. 10 B. 11 C. 12 D. 13
均衡二叉树就是:任意两个度不为2的节点的深度之差不大于1
例如:
1
/ \
2 3
\ /
4 5
是均衡二叉树

1
/ \
2 3
\ / \
4 5 6
/
7
就不是,2和7的深度差2.
因为2^11 = 2048;所以一颗满二叉树从深度为0(根节点)到深度10的总节点数是2047,剩下2381-2047 = 334个节点,这剩下的节点的深度都是11。
所以答案为B

⑵ Dijkstra算法

Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。注意该算法要求图中不存在负权边。

设G=(V,E)是一个带权有向图,把图中顶点集合V分成两组,第一组为已求出最短路径的顶点集合(用S表示,初始时S中只有一个源点,以后每求得一条最短路径 , 就将加入到集合S中,直到全部顶点都加入到S中,算法就结束了),第二组为其余未确定最短路径的顶点集合(用U表示),按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入S中。在加入的过程中,总保持从源点v到S中各顶点的最短路径长度不大于从源点v到U中任何顶点的最短路径长度。此外,每个顶点对应一个距离,S中的顶点的距离就是从v到此顶点的最短路径长度,U中的顶点的距离,是从v到此顶点只包括S中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度。

(1)初始时,S只包含起点D;U包含除D外的其他顶点,且U中顶点的距离为“起点D到该顶点的距离”(例如,U中顶点A的距离为[D,A]的长度,然后D和A不相邻,则A的距离为∞)
(2)从U中选出“距离最短的顶点K”,并将顶点K加入到S中;同时,从U中移除顶点K
(3)更新U中各个顶点到起点D的距离。之所以更新U中顶点的距离,是由于上一步中确定了K是求出最短路径的顶点,从而可以利用K来更新其他顶点到起点D的距离(例如,[D,A]的距离可能大于[D,K]+[K,A]的距离)
(4)重复步骤(2)和(3),直到遍历完所有顶点

https://blog.csdn.net/yalishadaa/article/details/55827681

⑶ 图解迪杰斯特拉算法(Dijkstra)

探索图论瑰宝:迪杰斯特拉算法详解


让我们深入解析Dijkstra算法,这是一把探索加权图中最短路径的神奇钥匙。旨在帮助你轻松理解,期待你的指正。



  1. 算法目标: 在带权重的图中,寻找到起点至所有节点的捷径之路。

  2. 原理精要

    • 从起点出发,逐步揭示节点间的最短路径,区分已知和未知节点,确保未知节点的路径长度优于已知。

    • 遵循递推规则:按路径长度升序排序,利用已知节点信息不断推进。

    • 关键步骤:每次迭代,都对未知节点进行路径更新,直至找到终点。



  3. 实际应用: 以节点C为例,它与A、B相连,初始dist[C]1=4(A至C),dist[C]2=5(B至C)。


在算法过程中,动态调整节点集合:mindist[C]更新为4,CL=C包含A(0)、B(2)和C(4),DL初始为空。


第三次迭代,节点F、E加入游戏,dist[F]=6,dist[E]=5,mindist[E]保持,CL和DL相应调整...


...(每次迭代,都像涟漪扩散,不断优化路径,直到遍历所有节点,揭示出F、E、D、G、H的最短路径。)


最终成果:揭示了节点C、E、F、D、G的独特路径优势。


进一步地,dist[I]2和dist[H]1同步更新为14,标志着关键节点的路径变化:


CL扩展至A(0)、B(2)、C(4)、E(5)、F(6)、D(7)、G(8)、H(9)和I(9),DL指向终点。


结论:Dijkstra算法如涟漪扩散,揭示了H和I的最短路径,最后,整个图的最短路径网络在终点处完成交融。


想象一下,就像一颗石子投入平静的湖面,Dijkstra算法逐步揭示出网络中每一个节点的最短路径,直至波及整个图的每一个角落。

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