将任意给定的序列1,2,…,n指定为一棵树的先根遍历序列;同时任意给定这n个数值(1,2,…,n)的一个排列p1,p2,…pn为这棵树的后根遍历序列。
如果能得到树,所得到的树是否唯一如果能够,请简述理由(不要求形式化证明)。
如果不能,请给出一个简单反例。
参考答案:如上题所述,不一定能得到一棵树。但是如果所给出的序列合法,就能够得到一棵树,而且得到的树是唯一的。
所谓合法序列是指:先根遍历序列为1,2,…,n,后根遍历序列为p1,p2,…pn,那么只有当pn=1时,而且在p1,p2,…,pn-1中不存在这样的i,j,k,满足i<j<k同时pj<pk<pi。(不要求考生说明什么是合法的)
理由一:一棵树可以转换成一棵没有右子树的二叉树,反之亦然。所以,对于n个结点的树,可以等价地考虑相应的除去根结点(即1)以外的(n-1)个结点的二叉树问题。
在这里2,3,…,n就是相应二叉树的先序遍历序列p1,p2,…pn-1,就是相应二叉树的中序遍历序列——二叉树先序序列为DLR,二叉树中序序列为LDR,因此可以定位二叉树的根,然后定位出二叉树的左右子树并对左右子树做类似的递归处理,故所的二叉树是唯一的。因此相应的树也是唯一的。
理由二:对于合法的序列:先根序列为1,2,…,n,后根序列为p1,p2,…,pn-1,1,首先可以确定树根为1。其子树形成的森林的先根序列为2,…,n,后根序列为p1,p2,…,pn-1,这些森林被分成m(m≥0)个不相交的集合T1,T2,…,Tm,而且这些集合的每一个又都是树,在先根序列中按照T1,T2,…,Tm的结点顺序出现,在后根序列中也按照T1,T2,…,Tm的结点顺序出现(但是对应的每个集Ti中,结点出现的顺序不同)。因此可以找到每棵子树的结点集合,然后进行递归处理,最终只能得到一棵确定的树。
解析: 本题主要考查树的遍历,以及树的遍历与所对应的二叉树的遍历的关系。