左孩子右兄弟(Java详解)

灰太狼 2024-02-17 09:33 12阅读 0赞

**目录**

一、题目描述

二、题解

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## 一、题目描述 ##

对于一棵多叉树，我们可以通过“左孩子右兄弟” 表示法，将其转化成一棵二叉树。  
如果我们认为每个结点的子结点是无序的，那么得到的二叉树可能不唯一。  
换句话说，**每个结点可以选任意子结点作为左孩子，并按任意顺序连接右兄弟。**  
给定一棵包含N 个结点的多叉树，结点从1 至N 编号，其中1 号结点是根，每个结点的父结点的编号比自己的编号小。  
请你计算其通过“左孩子右兄弟” 表示法转化成的二叉树，高度**最高**是多少。  
**注：只有根结点这一个结点的树高度为0 。**

**输入描述：**

> 输入的第一行包含一个整数N。以下N-1行，每行包含一个整数，依次表示2至N号节点的父节点编号。

**输出描述：**

> 输出一个整数表示答案。

**示例：**

**输入：**

> **5**
> 
> **1**
> 
> **1**
> 
> **2**

**输出：**

> **4**

## 二、题解 ##

**思路分析：**

> **（1）如何将多叉树转换为二叉树？**

根据题目描述，通过“左孩子右兄弟”表示法进行转换，即节点**node的孩子节点为node的左孩子，node的兄弟为node的右孩子**

![dc4c5b064c3d4b2592597f1a74880886.png][]

> **（2）如何使得转换后的二叉树高度最大？**

题目要求我们求得转换后的二叉树的最大高度，由于每个结点可以选任意子结点作为左孩子，并按任意顺序连接右兄弟。因此，我们需要找出高度更大的选择方式，通过画图分析，我们可以发现：**选择孩子节点最多的兄弟节点作为尾节点，可以使二叉树的深度最大**

![ff04d24cd4024a12af8049eb86ed8a3b.png][]

> **（3）如何求最大高度？**

按照（2）中的思路和上图分析，我们可以发现：

**一个节点的最大高度 = 其孩子节点的个数 + 其孩子节点的最大高度，**

因此，我们可以通过递归的方式来求出二叉树的最大高度

**二叉树的最大高度 = 根节点的孩子节点数 + 其孩子节点的最大高度**

而递归的**出口**则是 **节点node的孩子节点个数为0**

![5482154941804bb983ad95f071b8a5a6.png][]

**实现步骤：**

**（1）定义一个ArrayList类型的数组，用于存放当前节点及其孩子节点，类似于邻接表**

![da430a1f4c344d09b0d5f04274bfa0bd.png][]

**代码实现：**

public class Main {
        //定义一个ArrayList类型的数组,ArrayList中存放的是Integer类型的元素(当前节点的孩子节点)
        //由于递归时要访问数组中的元素(通过数组找到当前节点)，因此不能将数组定义为局部变量，
        // 而应该定义为成员变量
        public static ArrayList<Integer>[] lists;
        public static void main(String[] args) {
            Scanner scan = new Scanner(System.in);
            //在此输入您的代码...
            int n = scan.nextInt();
            //创建数组
            lists = new ArrayList[n+1];
            for (int i = 0; i < n+1; i++) {
                lists[i] = new ArrayList<>();
            }
            //存入孩子节点
            for (int i = 2; i <= n; i++) {
                int node = scan.nextInt();
                lists[node].add(i);//存储该节点的字节点
            }
            scan.close();
    }

**（2）通过递归的方式求二叉树的最大高度**

若前节点node的**孩子节点个数为0**，则递归结束

若不为0，则**遍历Arraylsit**，分别求得其孩子节点的最大高度，并找出其最大值

节点的最大高度为**node的孩子节点个数 + 孩子节点的最大高度**

**代码实现：**

//利用递归求树的最大高度
    public static int dsf(int node){
       int count = 0;
        //孩子节点的个数
       int size = lists[node].size();
       if(size == 0){
           return 0;
       }
        //若有孩子节点，则遍历孩子节点，找到孩子节点的最大高度
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            count = Math.max(count,dsf(lists[node].get(i)));
        }
        return count+size;
    }

**完整代码：**

import java.util.ArrayList;
    import java.util.Scanner;
    // 1:无需package
    // 2: 类名必须Main, 不可修改
    
    public class Main {
      //定义ArrayList类型的数组,ArrayList中存放的是Integer类型的元素
        public static ArrayList<Integer>[] lists;
        public static void main(String[] args) {
            Scanner scan = new Scanner(System.in);
            //在此输入您的代码...
            int n = scan.nextInt();
            lists = new ArrayList[n+1];
            for (int i = 0; i < n+1; i++) {
                lists[i] = new ArrayList<Integer>();
            }
            for (int i = 2; i <= n; i++) {
                int node = scan.nextInt();
                lists[node].add(i);//存储该节点的孩子节点
            }
            int count = dsf(1);
            System.out.println(count);
            scan.close();
        }
    
        //利用递归求树的最大高度
        public static int dsf(int node){
           int count = 0;
           //孩子节点的个数
           int size = lists[node].size();
           if(size == 0){
               return 0;
           }
           //若有孩子节点，则遍历孩子节点，找到孩子节点的最大高度
            for(int i = 0; i < size; i++) {
                count = Math.max(count,dsf(lists[node].get(i)));
            }
            return count+lists[node].size();
        }
    }

**题目来自：**

[左孩子右兄弟 - 蓝桥云课 (lanqiao.cn)][- _ _lanqiao.cn]

[dc4c5b064c3d4b2592597f1a74880886.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/dc4c5b064c3d4b2592597f1a74880886.png
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[- _ _lanqiao.cn]: https://www.lanqiao.cn/problems/1451/learning/