C++实现二叉树中最大的二叉搜索树
在二叉树中,每个子节点只有两个节点(左节点和右节点)。树结构只是数据的简单表示。二叉搜索树 (BST) 是满足以下条件的特殊类型的二叉树:
左子节点的值小于其父节点的值
右子节点的值大于其父节点的值
假设我们给定一个二叉树,我们需要找出其中最大的二叉搜索树 (BST)。
在这个任务中,我们将创建一个函数来查找二叉树中最大的 BST。当二叉树本身就是一个 BST 时,可以确定整个二叉树的大小。例如:
输入
10 /\ 5 15 /\ \ 1 8 7
如图所示,突出显示的 BST 子树是最大的。子树的大小为'3',所以返回值是子树的大小。
输入
52 / \ 37 67 /\ / \ 12 27 57 77 /\ 72 87
输出
5
节点长度小于其父节点长度的子树最多包含三个大小的 BST 节点。
查找给定二叉树中最大 BST 的方法
对于每个节点 x,如果以下几点有效,则二叉树为 BST。只有数据小于其父节点的数据的节点才会出现在节点的左子树中。只能有一个节点的数据大于其父节点的数据。左右子树都应该具有二叉搜索树 (BST) 的特征。
算法将是:
我们将从二叉树的根节点开始,使用递归进行中序遍历。对于当前节点“ROOT”,我们将执行以下操作:
如果它是有效 BST 的根节点,则返回其大小。
否则,我们将找到左子树和右子树中最大的 BST。
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; struct Node { int data; struct Node *left; struct Node *right; }; struct Node * newNode (int data) { struct Node *node = new Node; node->data = data; node->left = node->right = NULL; return (node); } struct Detail { int size; int max; int min; int ans; bool isBST; }; bool isBST (Node * root, int min, int max) { if (root == NULL) { return true; } if (root->data < min || root->data > max) { return false; } return isBST (root->left, min, root->data - 1) && isBST (root->right, root->data + 1, max); } int size (Node * root) { if (root == NULL) { return 0; } return 1 + size (root->left) + size (root->right); } int largestBST (Node * root) { // Current Subtree is BST. if (isBST (root, INT_MIN, INT_MAX) == true) { return size (root); } // Find largest BST in left and right subtrees. return max (largestBST (root->left), largestBST (root->right)); } int main () { struct Node *root = newNode (67); root->left = newNode (72); root->right = newNode (77); root->left->left = newNode (57); printf ("Size of the largest BST is %d", largestBST (root)); return 0; }
输出
Size of the largest BST is 2
结论
在这个问题中,我们学习了什么是二叉树和二叉搜索树,以及如何借助递归在给定的二叉树中找到最大的 BST。借助递归,我们将找出每个节点下的子树是否是 BST,并相应地返回值。
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