İkili ağacı ikili arama ağacına dönüştürmek için gereken minimum takas

İkili ağacı ikili arama ağacına dönüştürmek için gereken minimum takas

Bir dizi verildiğinde varış[] bu, bir Tam İkili Ağaç yani eğer indeks ben bu ebeveyn dizin 2*i + 1 bu sol çocuk Ve dizin 2*i + 2 öyle doğru çocuk. Görev bulmaktır minimum sayısı takaslar onu bir şeye dönüştürmek için gerekli İkili Arama Ağacı.

Örnekler:  

Giriş: dizi[] = [5 6 7 8 9 10 11]
Çıkış: 3
Açıklama:
Verilen dizinin ikili ağacı:

İkili ağacın ikili arama ağacına dönüştürülmesi için gereken minimum takas 1

Takas 1: Düğüm 8'i düğüm 5 ile değiştirin.
Takas 2: Düğüm 9'u düğüm 10 ile değiştirin.
Takas 3: 10. düğümü 7. düğümle değiştirin.

Dolayısıyla aşağıdaki ikili arama ağacını elde etmek için minimum 3 takas gereklidir:

İkili ağacın ikili arama ağacına dönüştürülmesi için gereken minimum takas 3


Giriş: dizi[] = [1 2 3]
Çıkış: 1
Açıklama:
Verilen dizinin ikili ağacı:

İkili ağacı, ikili arama ağacına dönüştürmek için gereken minimum takas 2

Düğüm 1'i düğüm 2 ile değiştirdikten sonra aşağıdaki ikili arama ağacını elde edin:

İkili ağacın ikili arama ağacına dönüştürülmesi için gereken minimum takas 4

Yaklaşmak:

Buradaki fikir şu gerçeği kullanmaktır: sıralı geçiş ile ilgili İkili Arama Ağacı içeride artan değerlerine göre sıralanır. 
Öyleyse bul sıralı geçiş İkili Ağacın ve dizide sakla ve dene düzenlemek dizi. diziyi sıralamak için gereken minimum takas sayısı cevap olacak.

C++
   // C++ program for Minimum swap required   // to convert binary tree to binary search tree   #include       using     namespace     std  ;   // Function to perform inorder traversal of the binary tree   // and store it in vector v   void     inorder  (  vector   <  int  >&     arr       vector   <  int  >&     inorderArr       int     index  )     {          int     n     =     arr  .  size  ();          // If index is out of bounds return      if     (  index     >=     n  )      return  ;      // Recursively visit left subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     1  );          // Store current node value in vector      inorderArr  .  push_back  (  arr  [  index  ]);          // Recursively visit right subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     2  );   }   // Function to calculate minimum swaps    // to sort inorder traversal   int     minSwaps  (  vector   <  int  >&     arr  )     {      int     n     =     arr  .  size  ();      vector   <  int  >     inorderArr  ;          // Get the inorder traversal of the binary tree      inorder  (  arr       inorderArr       0  );          // Create an array of pairs to store value      // and original index      vector   <  pair   <  int       int  >>     t  (  inorderArr  .  size  ());      int     ans     =     0  ;          // Store the value and its index      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     inorderArr  .  size  ();     i  ++  )      t  [  i  ]     =     {  inorderArr  [  i  ]     i  };          // Sort the pair array based on values       // to get BST order      sort  (  t  .  begin  ()     t  .  end  ());          // Find minimum swaps by detecting cycles      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     t  .  size  ();     i  ++  )     {          // If the element is already in the       // correct position continue      if     (  i     ==     t  [  i  ].  second  )      continue  ;          // Otherwise perform swaps until the element      // is in the right place      else     {          // Swap elements to correct positions      swap  (  t  [  i  ].  first       t  [  t  [  i  ].  second  ].  first  );      swap  (  t  [  i  ].  second       t  [  t  [  i  ].  second  ].  second  );      }          // Check if the element is still not      // in the correct position      if     (  i     !=     t  [  i  ].  second  )      --  i  ;             // Increment swap count      ans  ++  ;      }          return     ans  ;   }   int     main  ()     {          vector   <  int  >     arr     =     {     5       6       7       8       9       10       11     };      cout      < <     minSwaps  (  arr  )      < <     endl  ;   }   
Java
   // Java program for Minimum swap required   // to convert binary tree to binary search tree   import     java.util.Arrays  ;   class   GfG     {          // Function to perform inorder traversal of the binary tree      // and store it in an array      static     void     inorder  (  int  []     arr       int  []     inorderArr           int     index       int  []     counter  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;          // Base case: if index is out of bounds return      if     (  index     >=     n  )      return  ;          // Recursively visit left subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     1       counter  );          // Store current node value in the inorder array      inorderArr  [  counter  [  0  ]]     =     arr  [  index  ]  ;      counter  [  0  ]++  ;          // Recursively visit right subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     2       counter  );      }      // Function to calculate minimum swaps       // to sort inorder traversal      static     int     minSwaps  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  length  ;      int  []     inorderArr     =     new     int  [  n  ]  ;      int  []     counter     =     new     int  [  1  ]  ;          // Get the inorder traversal of the binary tree      inorder  (  arr       inorderArr       0       counter  );          // Create an array of pairs to store the value       // and its original index      int  [][]     t     =     new     int  [  n  ][  2  ]  ;      int     ans     =     0  ;          // Store the value and its original index      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      t  [  i  ][  0  ]     =     inorderArr  [  i  ]  ;      t  [  i  ][  1  ]     =     i  ;      }          // Sort the array based on values to get BST order      Arrays  .  sort  (  t       (  a       b  )     ->     Integer  .  compare  (  a  [  0  ]       b  [  0  ]  ));          // Find minimum swaps by detecting cycles      boolean  []     visited     =     new     boolean  [  n  ]  ;          // Iterate through the array to find cycles      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {          // If the element is already visited or in      // the correct place continue      if     (  visited  [  i  ]     ||     t  [  i  ][  1  ]     ==     i  )      continue  ;          // Start a cycle and find the number of      // nodes in the cycle      int     cycleSize     =     0  ;      int     j     =     i  ;          while     (  !  visited  [  j  ]  )     {      visited  [  j  ]     =     true  ;      j     =     t  [  j  ][  1  ]  ;      cycleSize  ++  ;      }          // If there is a cycle we need (cycleSize - 1)      // swaps to sort the cycle      if     (  cycleSize     >     1  )     {      ans     +=     (  cycleSize     -     1  );      }      }          // Return the total number of swaps      return     ans  ;      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  []     arr     =     {  5       6       7       8       9       10       11  };         System  .  out  .  println  (  minSwaps  (  arr  ));      }   }   
Python
   # Python program for Minimum swap required   # to convert binary tree to binary search tree   # Function to perform inorder traversal of the binary tree   # and store it in an array   def   inorder  (  arr     inorderArr     index  ):   # If index is out of bounds return   n   =   len  (  arr  )   if   index   >=   n  :   return   # Recursively visit left subtree   inorder  (  arr     inorderArr     2   *   index   +   1  )   # Store current node value in inorderArr   inorderArr  .  append  (  arr  [  index  ])   # Recursively visit right subtree   inorder  (  arr     inorderArr     2   *   index   +   2  )   # Function to calculate minimum swaps    # to sort inorder traversal   def   minSwaps  (  arr  ):   inorderArr   =   []   # Get the inorder traversal of the binary tree   inorder  (  arr     inorderArr     0  )   # Create a list of pairs to store value and original index   t   =   [(  inorderArr  [  i  ]   i  )   for   i   in   range  (  len  (  inorderArr  ))]   ans   =   0   # Sort the list of pairs based on values   # to get BST order   t  .  sort  ()   # Initialize visited array   visited   =   [  False  ]   *   len  (  t  )   # Find minimum swaps by detecting cycles   for   i   in   range  (  len  (  t  )):   # If already visited or already in the   # correct place skip   if   visited  [  i  ]   or   t  [  i  ][  1  ]   ==   i  :   continue   # Start a cycle and find the number of    # nodes in the cycle   cycleSize   =   0   j   =   i   # Process all elements in the cycle   while   not   visited  [  j  ]:   visited  [  j  ]   =   True   j   =   t  [  j  ][  1  ]   cycleSize   +=   1   # If there is a cycle of size `cycle_size` we    # need `cycle_size - 1` swaps   if   cycleSize   >   1  :   ans   +=   (  cycleSize   -   1  )   # Return total number of swaps   return   ans   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [  5     6     7     8     9     10     11  ]   print  (  minSwaps  (  arr  ))   
C#
   // C# program for Minimum swap required   // to convert binary tree to binary search tree   using     System  ;   using     System.Linq  ;   class     GfG     {          // Function to perform inorder traversal of the binary tree      // and store it in an array      static     void     Inorder  (  int  []     arr       int  []     inorderArr       int     index       ref     int     counter  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      // Base case: if index is out of bounds return      if     (  index     >=     n  )      return  ;      // Recursively visit left subtree      Inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     1       ref     counter  );      // Store current node value in inorderArr      inorderArr  [  counter  ]     =     arr  [  index  ];      counter  ++  ;      // Recursively visit right subtree      Inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     2       ref     counter  );      }      // Function to calculate minimum      // swaps to sort inorder traversal      static     int     MinSwaps  (  int  []     arr  )     {      int     n     =     arr  .  Length  ;      int  []     inorderArr     =     new     int  [  n  ];      int     counter     =     0  ;      // Get the inorder traversal of the binary tree      Inorder  (  arr       inorderArr       0       ref     counter  );      // Create an array of pairs to store value       // and original index      var     t     =     new     (  int       int  )[  n  ];      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {      t  [  i  ]     =     (  inorderArr  [  i  ]     i  );      }      // Sort the array based on values to get BST order      Array  .  Sort  (  t       (  a       b  )     =>     a  .  Item1  .  CompareTo  (  b  .  Item1  ));      // Initialize visited array      bool  []     visited     =     new     bool  [  n  ];      int     ans     =     0  ;      // Find minimum swaps by detecting cycles      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     n  ;     i  ++  )     {          // If already visited or already in       // the correct place skip      if     (  visited  [  i  ]     ||     t  [  i  ].  Item2     ==     i  )      continue  ;      // Start a cycle and find the number       // of nodes in the cycle      int     cycleSize     =     0  ;      int     j     =     i  ;      // Process all elements in the cycle      while     (  !  visited  [  j  ])     {      visited  [  j  ]     =     true  ;      j     =     t  [  j  ].  Item2  ;      cycleSize  ++  ;      }      // If there is a cycle of size `cycle_size` we      // need `cycle_size - 1` swaps      if     (  cycleSize     >     1  )      {      ans     +=     (  cycleSize     -     1  );      }      }      // Return total number of swaps      return     ans  ;      }      static     void     Main  (  string  []     args  )     {          int  []     arr     =     {     5       6       7       8       9       10       11     };      Console  .  WriteLine  (  MinSwaps  (  arr  ));      }   }   
JavaScript
   // Javascript program for Minimum swap required   // to convert binary tree to binary search tree   // Inorder traversal to get values in sorted order   function     inorder  (  arr       inorderArr       index  )     {      // If index is out of bounds return      if     (  index     >=     arr  .  length  )      return  ;      // Recursively visit left subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     1  );      // Store current node value in array      inorderArr  .  push  (  arr  [  index  ]);      // Recursively visit right subtree      inorder  (  arr       inorderArr       2     *     index     +     2  );   }   // Function to calculate minimum swaps to sort inorder   // traversal   function     minSwaps  (  arr  )     {      let     inorderArr     =     [];      // Get the inorder traversal of the binary tree      inorder  (  arr       inorderArr       0  );      // Create an array of pairs to store value and original      // index      let     t     =     inorderArr  .  map  ((  val       i  )     =>     [  val       i  ]);      let     ans     =     0  ;      // Sort the pair array based on values to get BST order      t  .  sort  ((  a       b  )     =>     a  [  0  ]     -     b  [  0  ]);      // Find minimum swaps by detecting cycles      let     visited     =     Array  (  arr  .  length  )      .  fill  (  false  );      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     t  .  length  ;     i  ++  )     {          // If the element is already in the correct      // position continue      if     (  visited  [  i  ]     ||     t  [  i  ][  1  ]     ===     i  )      continue  ;      // Otherwise perform swaps until the element is in      // the right place      let     cycleSize     =     0  ;      let     j     =     i  ;      while     (  !  visited  [  j  ])     {      visited  [  j  ]     =     true  ;      j     =     t  [  j  ][  1  ];      cycleSize  ++  ;      }      // If there is a cycle we need (cycleSize - 1)      // swaps to sort the cycle      if     (  cycleSize     >     1  )     {      ans     +=     (  cycleSize     -     1  );      }      }      // Return total number of swaps      return     ans  ;   }   let     arr     =     [     5       6       7       8       9       10       11     ];   console  .  log  (  minSwaps  (  arr  ));   

Çıkış
3  

Zaman Karmaşıklığı: O(n*logn) nerede N dizideki öğelerin sayısıdır.
Yardımcı Alan: O(n) çünkü dizi için ekstra alan kullanıyor 

Egzersiz yapmak: Bunu normal ikili ağaca, yani sol ve sağ işaretçiler kullanılarak temsil edilen ve tam olması gerekmeyen bir ikili ağaca genişletebilir miyiz?

Test Oluştur