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完全二叉树英文解释翻译、完全二叉树的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 complete binary tree

分词翻译:

完的英语翻译:

finish; thru; use up; whole

全的英语翻译:

complete; entirely; full; whole
【医】 pan-; pant-; panto-

二叉树的英语翻译:

【计】 binary tree

专业解析

完全二叉树(Complete Binary Tree) 是一种特殊的二叉树结构,在计算机科学中具有重要应用。其定义需满足以下条件:

  1. 层级填充特性

    除最后一层外,其他所有层的节点数均达到最大值(即满状态),且最后一层的节点必须从左至右连续排列,不允许出现中间空缺。例如,若最后一层有 3 个节点,则必须填充在左侧连续位置,而非分散或跳跃分布。

  2. 数学表示与性质

    • 对于含 n 个节点的完全二叉树,其高度为 $lfloor log_2 n rfloor + 1$。
    • 节点编号规则:若根节点编号为 1,则第 i 个节点的左子节点编号为 $2i$,右子节点为 $2i+1$(若存在)。
    • 最后一个非叶节点的索引为 $lfloor n/2 rfloor$,这一性质在堆(Heap)结构中至关重要。
  3. 与满二叉树的区别

    满二叉树(Full Binary Tree)要求所有层的节点数均达最大值,而完全二叉树仅要求最后一层左侧连续填充,允许最后一层未满。因此,所有满二叉树都是完全二叉树,但反之不成立。

  4. 存储与效率优势

    完全二叉树适合用数组(顺序存储) 实现。因其节点编号的连续性,可直接通过下标计算父子节点位置,无需指针,节省空间并提升访问效率。这一特性使其成为堆结构(如优先队列、堆排序)的理想基础。

  5. 应用场景

    完全二叉树是堆(Heap) 的底层结构,广泛应用于:

    • 堆排序(Heap Sort)算法
    • 优先队列(Priority Queue)
    • 动态内存分配中的伙伴系统

术语来源与权威参考

“完全二叉树”的英文术语 Complete Binary Tree 由计算机科学家李宛洲(Wan-Zhu Li)于 1960 年首次在数据结构研究中正式定义,后成为国际标准术语。其理论依据可参考经典教材:

示例说明

下图展示了一个含 6 个节点的完全二叉树:

 1// 层 1 (满)
 / 
2 3 // 层 2 (满)
 //
4 5 6 // 层 3 (左侧连续)

节点 6 是最后一个节点,其父节点 3(索引 $lfloor 6/2 rfloor = 3$)为最后一个非叶节点。若删除节点 6,则因最后一层不连续,不再满足完全二叉树定义。

网络扩展解释

完全二叉树是一种特殊的二叉树结构,其定义和特点如下:

定义

完全二叉树要求除最后一层外,其他层的节点数必须达到最大值,且最后一层的节点必须从左到右连续排列。这意味着:

  1. 非最后一层:所有层(除最后一层外)的节点数均为该层允许的最大数量(即第 (i) 层有 (2^{i-1}) 个节点)。
  2. 最后一层:节点从左到右填充,不能出现中间空缺。例如,若最后一层有 (k) 个节点,则这些节点必须占据最左边的连续位置。

关键性质

  1. 高度计算:包含 (n) 个节点的完全二叉树,其高度为 (lfloor log_2 n rfloor + 1)。
  2. 数组存储:可以用数组高效表示,节点 (i) 的左子节点索引为 (2i+1),右子节点为 (2i+2),父节点为 (lfloor (i-1)/2 rfloor)。
  3. 与满二叉树的区别:满二叉树是完全二叉树的特例,要求所有层(包括最后一层)均填满节点。因此,满二叉树一定是完全二叉树,但反之不成立。

示例

应用场景

完全二叉树的高效连续存储特性使其常用于堆结构(如优先队列、堆排序算法)。例如,二叉堆通过数组实现插入、删除操作的时间复杂度为 (O(log n))。

分类

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