03-树1 树的同构 (25分)

时间:2022-10-29 18:47:08

给定两棵树T1和T2。如果T1可以通过若干次左右孩子互换就变成T2,则我们称两棵树是“同构”的。例如图1给出的两棵树就是同构的,因为我们把其中一棵树的结点A、B、G的左右孩子互换后,就得到另外一棵树。而图2就不是同构的。

03-树1 树的同构 (25分)

图1

03-树1 树的同构 (25分)

图2

现给定两棵树,请你判断它们是否是同构的。

输入格式:

输入给出2棵二叉树树的信息。对于每棵树,首先在一行中给出一个非负整数NN (1010),即该树的结点数(此时假设结点从0到N1N1编号);随后NN行,第ii行对应编号第ii个结点,给出该结点中存储的1个英文大写字母、其左孩子结点的编号、右孩子结点的编号。如果孩子结点为空,则在相应位置上给出“-”。给出的数据间用一个空格分隔。注意:题目保证每个结点中存储的字母是不同的。

输出格式:

如果两棵树是同构的,输出“Yes”,否则输出“No”。

输入样例1(对应图1):

8
A 1 2
B 3 4
C 5 -
D - -
E 6 -
G 7 -
F - -
H - -
8
G - 4
B 7 6
F - -
A 5 1
H - -
C 0 -
D - -
E 2 -

输出样例1:

Yes

输入样例2(对应图2):

8
B 5 7
F - -
A 0 3
C 6 -
H - -
D - -
G 4 -
E 1 -
8
D 6 -
B 5 -
E - -
H - -
C 0 2
G - 3
F - -
A 1 4

输出样例2:

No

主要思路:
1、合理建树并寻找根结点
2、递归时的树的同构与不同构的多种情形的考虑(见代码注释)

不足之处:
1、递归时直接在vector上判断孩子结点的情况导致代码可读性变差

#include <iostream>#include <vector>using namespace std;#define Max_Node 11#define END -1typedef struct node{    char value;    int left;    int right;}Node;void CreateTree(vector<Node>& Tree,int N)//获取树的输入,并将输入的字符合理转化成整型数字{        char value,left,right;    for (int i=0; i<N; ++i)    {        cin>>value>>left>>right;        Tree[i].value=value;                if (left=='-')        {            Tree[i].left=END;        }else        {            Tree[i].left=left-'0';        }                if (right=='-')        {            Tree[i].right=END;        }else        {            Tree[i].right=right-'0';        }    }}int FindTreeRoot(vector<Node>& Tree,int N)//寻找树的树根(树根没有其它的结点指向它){    int Flag[Max_Node];    for (int i=0; i<N; ++i)    {        Flag[i]=0;    }        for (int i=0; i<N; ++i)    {        if (Tree[i].left!=END)        {            Flag[Tree[i].left]=1;        }        if (Tree[i].right!=END)        {            Flag[Tree[i].right]=1;        }    }        int k;    for (k=0; k<N; ++k)    {        if (Flag[k]==0)        {            break;        }    }    return k;}bool IsOmorphic(int Root1,int Root2,vector<Node>& Tree1,vector<Node>& Tree2)//递归判断两树是否同构{    if (Tree1[Root1].value==Tree2[Root2].value)    {        //两结点相等,并都是叶子结点        if (Tree1[Root1].left==END && Tree1[Root1].right==END && Tree2[Root2].left==END && Tree2[Root2].right==END)        {            return true;        }                //以下四种情况都是,两个结点都是有一个孩子为空,另一个子树不空且这两个孩子相等的情形        if (Tree1[Tree1[Root1].left].value==Tree2[Tree2[Root2].left].value && Tree1[Root1].right==END && Tree2[Root2].right==END)        {            return IsOmorphic(Tree1[Root1].left, Tree2[Root2].left, Tree1, Tree2);        }        if (Tree1[Tree1[Root1].left].value==Tree2[Tree2[Root2].right].value && Tree1[Root1].right==END && Tree2[Root2].left==END)        {            return IsOmorphic(Tree1[Root1].left, Tree2[Root2].right, Tree1, Tree2);        }        if (Tree1[Tree1[Root1].right].value==Tree2[Tree2[Root2].left].value && Tree1[Root1].left==END && Tree2[Root2].right==END)        {            return IsOmorphic(Tree1[Root1].right, Tree2[Root2].left, Tree1, Tree2);        }        if (Tree1[Tree1[Root1].right].value==Tree2[Tree2[Root2].right].value && Tree1[Root1].left==END && Tree2[Root2].left==END)        {            return IsOmorphic(Tree1[Root1].right, Tree2[Root2].right, Tree1, Tree2);        }                //以下两种情形,两个结点的孩子都相等        if (Tree1[Tree1[Root1].left].value==Tree2[Tree2[Root2].left].value && Tree1[Tree1[Root1].right].value==Tree2[Tree2[Root2].right].value)        {            return (IsOmorphic(Tree1[Root1].left, Tree2[Root2].left, Tree1, Tree2))&&(IsOmorphic(Tree1[Root1].right, Tree2[Root2].right, Tree1, Tree2));        }        if (Tree1[Tree1[Root1].left].value==Tree2[Tree2[Root2].right].value && Tree1[Tree1[Root1].right].value==Tree2[Tree2[Root2].left].value)        {            return (IsOmorphic(Tree1[Root1].left, Tree2[Root2].right, Tree1, Tree2))&&(IsOmorphic(Tree1[Root1].right, Tree2[Root2].left, Tree1, Tree2));        }    }    //不符合以上7种情况的其它情况都说明这两棵树不同构    return false;}int main(int argc, const char * argv[]){    //Input    int N1=0;    cin>>N1;    vector<Node> Tree1(Max_Node);    CreateTree(Tree1,N1);    int N2=0;    cin>>N2;    vector<Node> Tree2(Max_Node);    CreateTree(Tree2,N2);            if (N1!=N2)    {        cout<<"No";    }else    {        if (N1==0)        {            cout<<"Yes";        }else        {                           //Build Tree            int root1=FindTreeRoot(Tree1,N1);            int root2=FindTreeRoot(Tree2,N2);                //Judge            if (IsOmorphic(root1, root2, Tree1, Tree2))            {                cout<<"Yes";            }else            {                cout<<"No";            }        }        }    return 0;}