完全二叉樹的高度

結點個數爲 N 的完全二叉樹的深度(高度)h(N) 等於 ⌊lgN⌋。

N=1 時,命題成立。

假設命題在 N=m 時成立,即 h(m)=⌊lgm⌋,則當 N=m+1 時:

設 k 滿足 2^k-1<m<=2^{k+1}-1,即 N=m 時的完全二叉樹的高度 h(m)=⌊lgm⌋=k。則有 m+1<=2^{k+1}-1 或 m+1=2^{k+1}。

  • 當 m+1<=2^{k+2},有 h(m+1)=h(m)=⌊lgm⌋,而 lg(2^{k+1}-1)<lgm<lg(m+1)<=lg(2^{k+2}-1),故 ⌊lgm⌋=⌊lg(m+1)⌋,h(m+1)=⌊lg(m+1)⌋。命題成立。
  • 當 m+1=2^{k+1},h(m+1)=h(m)+1=⌊lgm⌋+1=k+1=⌊lg(m+1)⌋。命題成立。

由數學歸納法,上述命題總成立。

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