第 4 题
设高度为 100 的二叉树上只有度为 0 和度为 2 的结点,则此类二叉树中所包含的结点数最少为( )。
A. 100 B. 201 C. 199 D. 200
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正确答案:C
首先,由题意可知,二叉树中只有度为0和度为2的结点,根据二叉树性质,有
(其中 为叶子结点数, 为度为2的结点数),因此总结点数 ,即 必为奇数,排除选项A和D。
其次,考虑最小结点数的情况。 高度为100通常指树的层数为100(根结点在第1层)。 为了使结点数最少,树应形成一种“偏斜”形状:每个内部结点(度为2)有一个子结点为内部结点延续高度,另一个子结点为叶子结点。 这样,从根到最深叶子路径上的结点均为内部结点(除最深叶子外),且每个内部结点附带一个不在该路径上的叶子结点。
具体计算:设高度为
(层数),则路径上有 个结点,其中前 层为内部结点,第 层为叶子结点。
内部结点数为 ,每个内部结点附带一个叶子结点,故附加叶子结点数为 ,加上路径上的叶子结点1个,总叶子结点数为 。 因此总结点数 。 代入 ,得 。
若高度定义为边数,则最小结点数为
,但结合常见教材定义(高度指层数)及选项奇偶性,本题应取层数定义,故最小结点数为199。