6.2.2 二叉树的几个特性

 一、在二叉树的第 i 层上至多有 2i-1 个结点(i≥1)。
  利用归纳法容易证得此结论。

 
  在进一步讨论二叉树的存储结构和操作之前,我们需要先了解二叉树的一些重要特性。

证明:
 归 纳 基:i=1 时,只有一个根结点。显然 2i-1=20=1 是对的。
 归纳假设:设对所有的j(1≤j<i),命题成立,即第j层上至多有 2j-1 个结点。
 归纳证明:由归纳假设"第 i-1 层上至多有 2i-2 个结点",又二叉树的每个结点的度至多为2,则第 i 层上的最大结点数为第 i-1 层上最大结点数的2倍,即 2×2i-2=2i-1。 证毕。
 
 
   二、深度为k的二叉树中至多含有 2k-1 个结点,(k≥1)。


  证明:
  由特性一可推出,深度为k的二叉树上最大结点数为
   
  
 
 
   三、对任何一棵二叉树 T,如果其终端结点数为,度为2的结点数为,则
   
= + 1

证明:
  由于二叉树中只有三种结点,假设n1为二叉树 T 中度为1的结点数,则二叉树中结点总数为
  
= + +      ①

  再看二叉树中的分支数目。除了根结点外,其余结点都有一个分支进入,假设 B 为分支数,则 n=B+1。从另一角度看,这些分支是由度为1或2的结点射出的,所以又有
   B = + 2
  即 = + 2 + 1      ②

  综合以上①和②两个等式便可得到
    = + 1