N元树的同构


同构定义为两棵树具有相同的或镜像结构。在镜像结构的情况下,左节点数据将始终与右节点匹配。例如,我们将取最接近镜像的数字,看看它的反转是什么,这就是同构的真正概念。

在本文中,我们将检查两棵不同的二叉树是否同构。

让我们来看一个N元树同构的例子:

请注意,L 代表左节点,而 R 代表右节点

P 和 Q 树在最左边的第二个分区的镜像结构

这两个图显示了它们如何通过给出四个匹配条件(P 和 Q 的根节点)而彼此同构,例如:

  • 左左节点可以匹配。

  • 右右节点可以匹配。

  • 左右节点可以匹配。

  • 右左节点可以匹配。

语法

程序中使用的以下语法:

struct name_of_structure{
   data_type var_name;   
   // data member or field of the structure.
}

参数

  • struct - 此关键字用于表示结构数据类型。

  • name_of_structure - 我们为结构提供任何名称。

  • 结构是在一个地方收集各种相关变量。

算法

  • 我们将从名为'iostream'的头文件开始程序。

  • 我们正在创建一个名为'tree_node'的结构,其整数类型为'd',并初始化指针变量'l''r'分别代表左子节点和右子节点数据。

  • 现在我们创建另一个结构,其中包含一个名为'create_node()'的函数,该函数接受一个名为'data'的参数来处理根节点的值。此外,我们使用给定的数据创建'tree_node'指针来将左子节点和右子节点指针初始化为null,并返回根节点。使用此函数,我们将插入左子节点和右子节点。

  • 我们正在创建一个布尔类型函数'check_isomorphism_tree',以两个tree_node指针pq作为输入参数并返回布尔值。在其中,我们创建两次“if 语句”来检查p中的数据是否等于q。

    • 检查 p q 是否都为 null,如果是,则返回 true,因为树是同构的。

    • 检查 p q 是否为 null,如果是,则返回 false,因为树不是同构的。

  • 'check_isomorphism_tree'函数中,我们使用逻辑运算符“&&”和“||”递归地检查节点'p''q'的左子节点和右子节点的所有可能组合。

  • 我们从主函数开始,创建两个树节点'p'和'q'来提供信息。

  • 在主函数中,我们使用 if 语句调用'check_isomorphism_tree'函数,并将给定的参数 p 和 q 传递给它,以验证这些整数值是否同构。如果它是同构的,则打印语句为“给定的节点信息将构成同构树”,否则反之。

示例

在这个程序中,我们将检查两棵二叉树是否同构。

#include<iostream>
using namespace std;
struct tree_node{
   int d;
   tree_node*l;  // l = left
   tree_node*r;  // r = right
};
struct tree_node* create_node(int data){
   struct tree_node*root= new tree_node;
   root->d= data;
   root->l= NULL;
   root->r= NULL;
   return root;    
}
bool check_isomorphism_tree(tree_node*p, tree_node*q)  {
// p and q both are different tree
   if(p==NULL and q==NULL){
      return true;
   }
   if(p==NULL or q==NULL){
      return false;
   }
   // return all the possible condition 
   return (p->d==q->d && ((check_isomorphism_tree(p->l,q->r)&& check_isomorphism_tree(p->r,q->l))||(check_isomorphism_tree(p->l,q->l)&& check_isomorphism_tree(p->r,q->r))));
}
int main(){
   // Tree of root p
	struct tree_node *p = create_node(10); 
   p->l  = create_node(5); 
   p->r = create_node(4); 
   p->l->l = create_node(11); 
   p->r->r = create_node(12);
   p->l->r = create_node(51); 
   p->r->l = create_node(6); 
   p->l->r->l = create_node(7); // left->right->left
   p->l->l->l = create_node(9); // left->left->left
   // Tree of root q
   struct tree_node *q = create_node(10); 
   q->l  = create_node(5); 
   q->r = create_node(4); 
   q->l->l = create_node(11); 
   q->r->r = create_node(12);
   q->l->r = create_node(51); 
   q->r->l = create_node(6); 
   q->l->r->l = create_node(7); 
   q->l->l->l = create_node(9);
   if(check_isomorphism_tree(p,q)){
      cout<<"This given information of node will make isomorphism tree"<<endl;
   } else {
      cout<<" This given information of node will not make isomorphism tree "<<endl;
   }
   return 0;
}

输出

This given information of node will make isomorphism tree

结论

在这个程序中,我们理解了 N 元树同构的概念。我们看到了结构如何帮助表示树节点,以及左左节点、右左节点、左右左节点等的使用如何帮助构建树,以及以下操作如何满足树的同构性。

更新于:2023年4月20日

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