國中教甄|資訊科技資訊科技102 年第 7 題單選題
關於 n 個節點的二元紅黑樹,下列敘述,何者正確?
A與 n 對左右括號的合法括法的總數一樣多
Bn 個節點的二元紅黑樹其高度最高為 $2\log_{2}n + 2$正確答案
Cn 個節點的二元紅黑樹其高度最少為 $\log_{2} n + 2$
Dn 個節點的二元紅黑樹總數為 $O(n^{2})$
B正確答案
紅黑樹的高度上界為 2log2(n+1),選項 B 提供的 2log2n+2 為合理的上界敘述。
逐選項解析
A與 n 對左右括號的合法括法的總數一樣多✕ 錯誤
n 對左右括號的合法括法總數為第 n 個卡特蘭數(Catalan number),這對應的是 n 個節點所能構成的「不同結構的二元樹」總數,而非受顏色規則限制的紅黑樹總數。
Bn 個節點的二元紅黑樹其高度最高為 $2\log_{2}n + 2$✓ 正確
根據紅黑樹性質,其黑高(black-height)$bh \le \log_{2}(n+1)$,且紅色節點不相鄰,故樹高 $h \le 2bh \le 2\log_{2}(n+1)$。選項給出的 $2\log_{2}n + 2$ 為數學上正確的放寬上界,故敘述正確。
Cn 個節點的二元紅黑樹其高度最少為 $\log_{2} n + 2$✕ 錯誤
Dn 個節點的二元紅黑樹總數為 $O(n^{2})$✕ 錯誤
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