题目
【单选题】深度为k的完全二叉树至多有 个结点。A. 2 k-1 -1B. 2 k-1C. 2 k -1D. 2 k
【单选题】深度为k的完全二叉树至多有 个结点。
A. 2 k-1 -1
B. 2 k-1
C. 2 k -1
D. 2 k
题目解答
答案
C. 2 k -1
解析
本题考察完全二叉树的节点数量计算,关键在于理解“深度为$k$的完全二叉树”的定义及最多节点的情况。
1. 明确完全二叉树的性质
完全二叉树是指除最后一层外,每一层都是满的(即节点数达到最大值),最后一层的节点都靠左排列。深度为$k$的完全二叉树“至多”有节点的情况,等价于该树是“满二叉树”(最后一层也排满),因为满二叉树是同深度下节点数最多的完全二叉树。
2. 计算满二叉树的节点数
对于深度为$k$的满二叉树:
- 第$1$层(根节点)有$2^0=1$个节点;
- 第$2$层有$2^1=2$个节点;
- 第$3$层有$2^2=4$个节点;
- ...
- 第$k$层有$2^{k-1}$个节点。
这是首项$a_1=1$、公比$q=2$的等比数列,前$k$项和为:
$S_k = 1 + 2 + 4 + \dots + 2^{k-1} = 2^k - 1$
3. 选项匹配
计算结果$2^k - 1$对应选项C(注意题目中选项“$2 k -1$”应为“$2^k -1$”的格式省略)。