Esercizi su alberi binari

Presentazione sul tema: "Esercizi su alberi binari"— Transcript della presentazione:

1 Esercizi su alberi binari
Dato un albero binario, chiamiamo altezza minimale di un nodo v la minima distanza di v da una foglia. Scrivere una funzione che calcola l’altezza minimale della radice di un albero. Scrivere una funzione che determini se un albero binario è completo. Scrivere una funzione ricorsiva che, dato un albero in input, inserisca in una lista solo i nodi di livello pari. Scrivere una funzione ricorsiva che, dato un albero binario di ricerca, restituisca gli n nodi più piccoli NOTA: scrivere sempre pre e post condizione di ogni funzione

2 Esercizio 1 Pre condizioni: Post condizioni:
Dato un albero binario, chiamiamo altezza minimale di un nodo v la minima distanza di v da una foglia. Scrivere una funzione che calcola l’altezza minimale della radice di un albero. Pre condizioni: La funzione prende in ingresso un albero binario Post condizioni: La funzione restituisce un intero che rappresenta l’altezza minimale della radice dell’albero.

3 Implementazione int alt_min(tree *t) { if (t == NULL) return -1;
if (t->sx == NULL) return alt_min(t->dx)+1; if (t->dx == NULL) return alt_min(t->sx)+1; return min(alt_min(t->sx), alt_min(t->dx))+1; }

4 Esercizio 2 Un albero di dice completo se le foglie si trovano tutte allo stesso livello e ogni nodo che non e' una foglia ha esattamente 2 figli, (ovvero se in ogni nodo la profondita' del sottoalbero sinistro coincide con quella del sottoalbero destro). Scrivere una funzione che determini se un albero in input è completo. Pre condizioni: La funzione prende in ingresso un albero binario Post condizioni: La funzione restituisce 1 se l'albero è completo, 0 altrimenti.

5 Implementazione inefficiente
int profondita(tree *t) { if (t == NULL) return 0; return max(profondita(t->sx), profondita(t->dx))+1; } int completo1(tree *t) if (t == NULL) return 1; return profondita(t->sx) == profondita(t->dx) && completo1(t->sx) && completo1(t->dx);

6 Due implementazioni efficienti
Memorizzare la profondità nei nodi dell'albero una volta per tutte e solo dopo chiamare la funzione completo, che – invece di chiamare ricorsivamente la funzione profondità – leggerà la profondità da un campo nel nodo. Utilizzar le due proprietà di un albero completo (un nodo ha 0 o 2 figli; le foglie si trovano tutte allo stesso livello)

7 Implementazione efficiente
int completo2(tree *t, int liv, int *liv_foglie) { if (t == NULL) return 1; /* foglia */ if (t->sx == NULL && t->dx == NULL) /* prima foglia incontrata: memorizzo il livello della foglia da confrontare con quello delle prossime */ if (*liv_foglie == -1) { *liv_foglie = liv; return 1; } else return liv == *liv_foglie; } /* un solo figlio */ else if (t->sx == NULL || t->dx == NULL) return 0; /* due figli */ return completo2(t->sx, liv+1, liv_foglie) &&completo2(t->dx, liv+1, liv_foglie); int completo(tree *t) int liv_foglie = -1; return completo(t, 0, &liv_foglie);

8 Esercizio 3 Scrivere una funzione mutuamente ricorsiva che, dato un albero in input, inserisca in una lista solo i nodi di livello pari. Pre condizioni: La funzione prende in ingresso un albero binario e un puntatore a puntatore a una lista Post condizioni: La funzione imposta i nodi di livello pari nella lista.

9 Implementazione void attraversa_pari(tree *t, list **l);
void attraversa_dispari(tree *t, list **l) { if (t == NULL) return; attraversa_pari(t->sx, l); attraversa_pari(t->dx, l); } void attraversa_pari(tree *t, list **l) list *nuovo; nuovo = (list *)malloc(sizeof(list)); nuovo->next = *l; nuovo->dato = (void *)t->dato; *l = nuovo; attraversa_dispari(t->sx, l); attraversa_dispari(t->dx, l);

10 Esercizio 4 Scrivere una funzione ricorsiva che, dato un albero binario di ricerca, restituisca gli n nodi più piccoli. Pre condizioni: La funzione prende in ingresso un albero binario di ricerca, l'intero n e un puntatore a puntatore a una lista Post condizioni: La funzione inserisce nella lista i primi n nodi più piccoli.

11 Implementazione int primi_n(tree *t, int k, int n, list **l) {
/* casi base */ if ((t == NULL)||(k >= n)) return k; k = primi_n(t->sx, k, n, l); if (k < n) list *nuovo = (list *)malloc(sizeof(list)); nuovo->next = *l; nuovo->dato = t->dato; *l = nuovo; k++; k = primi_n(t->dx, k, n, l); } return k;

12 Grafi Rappresentazione mediante liste di adiacenza: struct graph {
/* array di puntatori a liste */ list **adj_list; /* numero di vertici */ int n; };

13 Visita in profondità Utilizziamo un array v per memorizzare i nodi già visitati void DFS(graph *g, int k) { list *edges = g->adj_list[k]; v[k] = 1; printf(“%d,”, k); while(edges != null) int j = edges->el; /* visita un nodo solo se non è stato ancora visitato */ if (v[j] == 0) DFS(g, j); edges = edges->next; }

14 Visita in ampiezza Utilizziamo una coda per implementare una visita “a buccia di cipolla”: void BFS(graph *g, int k) { coda *t = crea_coda(); tail_add(t, k); while(!coda_vuota(t)) int j = tail_remove(t); if (v[j] == 0) printf(“%d,”, j); v[j] = 1; list *edges = g->adj_list[j]; while(edges != NULL) int m = edges->el; tail_add(t, m); edges = edges->next; }

15 Esercizi Scrivere una funzione che dato un grafo e un nodo k di partenza determini per ciascun nodo destinazione j un cammino di lunghezza minima da k a j Suggerimento: modificare la DFS in modo da memorizzare il nodo di provenienza Scrivere una funzione che, dato un grafo rappresentato sotto forma di lista di adiacenza, ne restituisca la rappresentazione sotto forma di matrice di adiacenza.