243
правки
Изменения
→Задачи о бинарном дереве поиска: 3
Для того чтобы решить эту задачу, применим [[Обход в глубину, цвета вершин|обход в глубину]]. Запустим от корня рекурсивную логическую функцию, которая выведет <tex>true</tex>, если дерево является BST и <tex>false</tex> в противном случае. Чтобы дерево не являлось BST, в нём должна быть хотя бы одна вершина, которая не попадает под определение дерева поиска. То есть достаточно найти всего одну такую вершину, чтобы выйти из рекурсии и вернуть значение <tex>false</tex>. Если же, дойдя до листьев, функция не встретит на своём пути такие вершины, она вернёт значение <tex>true</tex>.
'''bool''' check(v : '''Node''', min: '''integer''', max: '''integer'''): <font color="green">//min и max - — минимально и максимально допустимые значения в вершинах поддерева.</font>
'''if''' v.left != ''null''
'''if''' v.left.key > v.key '''or''' v.left.key < min
maxdp = -1
maxroot = ''null''
'''for''' u '''in''' Tree <font color="green">// Здесь Tree – — заданное двоичное дерево.</font>
dp = dfs(u, <tex> -\infty </tex>, <tex> \infty </tex>)
'''if''' dp > maxdp
'''return''' maxroot
Функция <tex>\mathtt{dfs}</tex> позволяет найти для каждой вершин максимально возможное количество узлов поддерева. На вход функции подаются сама анализируемая вершина и левая и правая границы интервала, в которой могут находиться значения в её поддереве. Начальные значения двух последних аргументов равны <tex> -\infty </tex> и <tex> \infty </tex> соответственно, где <tex> \infty </tex> - — очень большое число, т.е. ни один ключ дерева не превосходит его по модулю.
В основе функции также лежит [[Обход в глубину, цвета вершин|обход в глубину]]. Рекурсивная функция обходит всех существующих детей вершины, поданной на вход, и, если ребёнок не нарушает условия дерева поиска, она добавляет его в поддерево и анализирует его потомков. В этом случае роль <tex>v</tex> будет разыгрывать ребёнок, удовлетворяющий условию дерева поиска. Если он был левым сыном, то максимально возможному значению присваивается число, стоящее в его родителе, а минимальное возможное значение не изменяется. Наоборот, если он был правым сыном, увеличиваем минимум, а максимум оставляем тем же. В случае, когда левый или правый сын не удовлетворяет условию дерева поиска, этот узел не включается в искомое поддерево и дальше не рассматривается.
Заметим, что <tex>\mathtt{dfsPrint}</tex> выводит значения в узлах поддерева следующим образом: сначала идёт до упора влево, затем на каком-то моменте делает шаг вправо и снова движется влево. Это продолжается до тех пор, пока не будет выведено <tex>\mathtt{maxdp}</tex> вершин. Полученная последовательность позволит нам однозначно определить расположение всех узлов поддерева. Первая вершина всегда будет в корне. Затем, пока не будут использованы все значения, будем последовательно подвешивать левых сыновей к последней добавленной вершине, пока не найдём номер, нарушающий убывающую последовательность, а для каждого такого номера будем искать вершину без правого потомка, хранящую наибольшее значение, не превосходящее того, которое хотим поставить, и подвешиваем к ней элемент с таким номером в качестве правого сына.
Разберём алгоритм на примере последовательности для приведённого выше дерева. Она выглядит так: ''8 2 1 4 3 5''. Сначала в корень записывается ''8''. Затем его левым сыном становится вершина с номером ''2'', а её левым сыном - — ''1''. Следующее значение - — ''4'' - — уже нарушает убывающую подпоследовательность. Подберём для него вершину, где лежит значение, меньшее его, причём такая вершина максимальна (в противном случае он будет превосходить и прародителя, находясь в его левом поддереве, а это противоречит определению дерева поиска). Это узел с числом ''2''. Сделаем его правым сыном рассматриваемую вершину. Затем снова дадим левых потомков последней добавленной вершине, опять же, пока не найдём ключ, нарушающий порядок убывания. В нашем случае в дерево дописывается ''3''. Для следующего значения снова ищем родителя, для которого он станет правым сыном. Это значение равно ''4''. Добавляем ''5'' как правого сына для вершины ''4''. Итак, мы построили дерево.
==См. также==
