【算法设计题】判定给定的二叉树是否为二叉排序树，第7题（C/C++）

命运之光2024-08-09 6:10

目录

[第7题 判定给定的二叉树是否为二叉排序树](#第7题 判定给定的二叉树是否为二叉排序树)

得分点（必背）

题解：判定给定的二叉树是否为二叉排序树

数据结构定义

判断二叉树是否为二叉排序树

详细解释

[1. 空二叉树情况](#1. 空二叉树情况)

[2. 左右子树都无情况](#2. 左右子树都无情况)

[3. 只有左子树情况](#3. 只有左子树情况)

[4. 只有右子树情况](#4. 只有右子树情况)

[5. 左右子树都有情况](#5. 左右子树都有情况)

测试代码

运行结果

🌈 嗨，我是命运之光！

🌌 2024，每日百字，记录时光，感谢有你，携手前行~

🚀 携手启航，我们一同深入未知的领域，挖掘潜能，让每一步成长都充满意义。

第7题 判定给定的二叉树是否为二叉排序树

编写算法， 判定给定的二叉树是否是一棵二叉排序树。

得分点（必背）

cpp 复制代码 
//数据结构定义
typedef struct node {
    int data; // 节点存储的数据
    struct node *lchild, *rchild; // 左右子树指针
} Bitree;
//判断二叉树是否为二叉排序树
int IsSearchTree(const Bitree *s) {
    if (s == NULL) { // 空二叉树情况
        return 1;
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild == NULL) { // 左右子树都无情况
        return 1;
    } else if (s->lchild && s->rchild == NULL) { // 只有左子树情况
        if (s->lchild->data > s->data) { // 左子树的值不应大于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild);
        }
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild) { // 只有右子树情况
        if (s->rchild->data < s->data) { // 右子树的值不应小于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->rchild);
        }
    } else { // 左右子树都有情况
        if (s->lchild->data > s->data || s->rchild->data < s->data) { // 检查左右子树的值是否满足BST性质
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild) && IsSearchTree(s->rchild);
        }
    }
}

题解：判定给定的二叉树是否为二叉排序树

数据结构定义
cpp 复制代码 
typedef struct node {
    int data; // 节点存储的数据
    struct node *lchild, *rchild; // 左右子树指针
} Bitree;
  • data：存储节点的数据。
  • lchild：指向左子树的指针。
  • rchild：指向右子树的指针。
判断二叉树是否为二叉排序树
cpp 复制代码 
int IsSearchTree(const Bitree *s) {
    if (s == NULL) { // 空二叉树情况
        return 1;
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild == NULL) { // 左右子树都无情况
        return 1;
    } else if (s->lchild && s->rchild == NULL) { // 只有左子树情况
        if (s->lchild->data > s->data) { // 左子树的值不应大于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild);
        }
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild) { // 只有右子树情况
        if (s->rchild->data < s->data) { // 右子树的值不应小于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->rchild);
        }
    } else { // 左右子树都有情况
        if (s->lchild->data > s->data || s->rchild->data < s->data) { // 检查左右子树的值是否满足BST性质
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild) && IsSearchTree(s->rchild);
        }
    }
}
详细解释
1. 空二叉树情况
cpp 复制代码 
if (s == NULL) {
    return 1;
}
  • 如果树是空的（根节点为NULL），则它是二叉排序树，返回1（true）。
2. 左右子树都无情况
cpp 复制代码 
else if (s->lchild == NULL && s->rchild == NULL) {
    return 1;
}
  • 如果节点 s 没有左右子树，则它是叶子节点，满足BST的性质，返回1（true）。
3. 只有左子树情况
cpp 复制代码 
else if (s->lchild && s->rchild == NULL) {
    if (s->lchild->data > s->data) {
        return 0;
    } else {
        return IsSearchTree(s->lchild);
    }
}
  • 如果节点 s 只有左子树：
    • 检查左子树的根节点的值是否大于当前节点的值。如果是，返回0（false）。
    • 否则，递归检查左子树是否为二叉排序树。
4. 只有右子树情况
cpp 复制代码 
else if (s->lchild == NULL && s->rchild) {
    if (s->rchild->data < s->data) {
        return 0;
    } else {
        return IsSearchTree(s->rchild);
    }
}
  • 如果节点 s 只有右子树：
    • 检查右子树的根节点的值是否小于当前节点的值。如果是，返回0（false）。
    • 否则，递归检查右子树是否为二叉排序树。
5. 左右子树都有情况
cpp 复制代码 
else {
    if (s->lchild->data > s->data || s->rchild->data < s->data) {
        return 0;
    } else {
        return IsSearchTree(s->lchild) && IsSearchTree(s->rchild);
    }
}
  • 如果节点 s 既有左子树又有右子树：
    • 检查左子树的根节点的值是否大于当前节点的值，或者右子树的根节点的值是否小于当前节点的值。如果是，返回0（false）。
    • 否则，递归检查左子树和右子树是否都为二叉排序树，返回它们的逻辑与（即两者都为真时返回1）。

测试代码

为了验证我们的函数，我们需要构建一些二叉树，并调用IsSearchTree函数进行测试。以下是测试代码：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;

typedef struct node {
    int data;
    struct node *lchild, *rchild;
} Bitree;

// 判断二叉树是否为二叉排序树的函数
int IsSearchTree(const Bitree *s) {
    if (s == NULL) { // 空二叉树情况
        return 1;
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild == NULL) { // 左右子树都无情况
        return 1;
    } else if (s->lchild && s->rchild == NULL) { // 只有左子树情况
        if (s->lchild->data > s->data) { // 左子树的值不应大于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild);
        }
    } else if (s->lchild == NULL && s->rchild) { // 只有右子树情况
        if (s->rchild->data < s->data) { // 右子树的值不应小于根节点的值
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->rchild);
        }
    } else { // 左右子树都有情况
        if (s->lchild->data > s->data || s->rchild->data < s->data) { // 检查左右子树的值是否满足BST性质
            return 0;
        } else {
            return IsSearchTree(s->lchild) && IsSearchTree(s->rchild);
        }
    }
}

// 创建新节点的辅助函数
Bitree* createNode(int data) {
    Bitree* newNode = new Bitree();
    newNode->data = data;
    newNode->lchild = newNode->rchild = NULL;
    return newNode;
}

int main() {
    // 创建一个二叉排序树
    Bitree* root = createNode(10);
    root->lchild = createNode(5);
    root->rchild = createNode(15);
    root->lchild->lchild = createNode(3);
    root->lchild->rchild = createNode(7);
    root->rchild->rchild = createNode(20);

    // 测试是否为二叉排序树
    if (IsSearchTree(root)) {
        cout << "该二叉树是二叉排序树" << endl;
    } else {
        cout << "该二叉树不是二叉排序树" << endl;
    }

    // 创建一个非二叉排序树
    Bitree* root2 = createNode(10);
    root2->lchild = createNode(5);
    root2->rchild = createNode(15);
    root2->lchild->lchild = createNode(3);
    root2->lchild->rchild = createNode(12); // 12 大于 10，不满足二叉排序树性质

    // 测试是否为二叉排序树
    if (IsSearchTree(root2)) {
        cout << "该二叉树是二叉排序树" << endl;
    } else {
        cout << "该二叉树不是二叉排序树" << endl;
    }

    return 0;
}
运行结果
bash 复制代码 
该二叉树是二叉排序树
该二叉树不是二叉排序树

嗨，我是命运之光。如果你觉得我的分享有价值，不妨通过以下方式表达你的支持：👍 点赞来表达你的喜爱，📁 关注以获取我的最新消息，💬 评论与我交流你的见解。我会继续努力，为你带来更多精彩和实用的内容。

点击这里👉 ，获取最新动态，⚡️ 让信息传递更加迅速。

相关推荐
6+h几秒前
【Redis】数据结构讲解
数据结构·数据库·redis
阿Y加油吧几秒前
力扣打卡day06——滑动窗口最大值、最小覆盖子串
数据结构·算法·leetcode
沉鱼.441 分钟前
日期题目集
数据结构·算法
Book思议-9 分钟前
【数据结构考研真题】链表题
c语言·数据结构·算法·链表·408·计算机考研
lifallen9 分钟前
从零推导一个现代 ReAct Agent框架
人工智能·算法·语言模型
⁤⁢初遇10 分钟前
数据结构---排序
数据结构·算法·排序算法
2401_8463416514 分钟前
C++动态链接库开发
开发语言·c++·算法
ZPC821022 分钟前
【无标题】
人工智能·pytorch·算法·机器人
2301_7644413324 分钟前
使用python构建的STAR实验ΛΛ̄自旋关联完整仿真
开发语言·python·算法
Rainy Blue88328 分钟前
前缀和与差分（蓝桥杯高频考点）
数据结构·算法·蓝桥杯
热门推荐
01GitHub 镜像站点02Qwen3.5 开源全解析：从 0.8B 到 397B，代际升级 + 全场景选型指南03OpenClaw 使用和管理 MCP 完全指南04Labelme从安装到标注：零基础完整指南05AI 编程三剑客：Spec-Kit、OpenSpec、Superpowers 深度对比与实战指南06UV安装并设置国内源07小黑课堂计算机二级WPSoffice题库软件下载安装教程（2026年3月最新版）08OpenClaw Control UI安全上下文访问配置09Claude Code + GLM4.7 避坑指南：解决 Unable to connect to Anthropic services10“wsl --install -d Ubuntu-22.04”下载慢，中国地区离线安装 Ubuntu 22.04 WSL方法（亲测2025年5月6日）