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10XA1-4课程教案、知识点、字幕

为了度量和判断左式堆的单侧倾斜性，我们需要引入一个概念，也就是所谓的“空节点路径长度”。

为了便于我的讲解和你的理解，我们继续沿用之前在红黑树和B树中已经多次采用的一个技巧，

也就似乎通过引入足够多个外部结点将整个堆假想地转化为一棵真二叉树。

比如在这幅图中，所有深色节点都是原有的真实存在的节点，

而所有浅色，也是方形的节点都是我们假想的引入的外部节点。

可以看到，经过这样的一个转换，的确所有节点的度数都变成了偶数。

那么，所谓的空节点路径长度(Null Path Length)又是如何定义的呢？

首先作为基础，对于刚刚引入的每一个外部结点而言，其NPL值都统一设作0，

而对于任何一个原本就存在的内部节点而言，为了确定它的NPL值，

我们需要找到它的左孩子以及右孩子，并且在其中挑选出更小的一个NPL值。

在已知的基础增加一个单位。

看到这个定义的表达式，你或许会想起点什么，没错，节点的高度。

事实上只要把这个min()换成max()，也就是不折不扣的高度。

通过这样的对比和类比，我希望你能够对这两个概念有更深刻的认识。

就这里的NPL而言，我们不难验证以下两个事实：

首先，任意节点x的NPL值，必然等于x到所有外部节点的最近距离，

比如任何一个外部节点的NPL值之所以为0，

是因为它到所有外部节点的距离就是它自己到自己的距离，这个距离自然是0。

我们再来看这个节点，它的NPL值为什么是2呢？

因为尽管它有一个外部节点后代与它的距离为1、2、3，

但这却不是最近的距离，实际上最近的距离应该实现于这样三个后代外部节点：

而且这个距离恰好是1、2。

类似地，这个例子中的根节点NPL值之所以为3，是因为这些外部节点到它的距离最近，

而且这个距离都是1、2、3。

另一个可以验证的事实是，对任何一个x而言，它的NPL值也是以它为根的最大满树的高度。

回到刚才的这个实例，依然考察NPL值为2的这个节点，它的NPL值为2，

我们也可以理解为存在一棵以它为根的高度为2的满树。

事实上，对于其它的节点，例如这个节点，也是如此：

这个节点的NPL值为2，是因为以它为根的最大满子树的高度也是2。

而根节点的NPL值3，也可以理解为以它为根的最大满子树的高度也是3。

至此，我们已经建立了NPL值这样一个重要的指标。以这个指标作为基准，我们就可以来度量堆结构的倾斜性。

Data Structures and Algorithm Design Part II课程列表：

07.Binary Search Tree

-A.introduction

--07A-1

--07A-2

--07A-3

--07A-4

--07A-5

-A.introduction--Homework

-B1.BST : search

--07B1-1

--07B1-2 查找：算法

--07B1-3 查找：理解

--07B1-4 查找：实现

--07B1-5 查找：语义

-B1.BST : search--Homework

-B2.BST : insertion

--07B2-1

--07B2-2

-B2.BST : insertion--Homework

-B3.BST : removal

--07B3-1

--07B3-2

--07B3-3

--07B3-4

-B3.BST : reomval--Homework

-C.balance+equivalence

--07C-1

--07C-2

--07C-3

--07C-4

--07C-5

-C.balance+equivalence--Homework

-D1.AVL : rebalance

--07D1-1

--07D1-2

--07D1-3

--07D1-4

--07D1-5

-D1.AVL : rebalance--Homework

-D2.AVL : insertion

--07D2-1

--07D2-2

--07D2-3

-D2.AVL : insertion--Homework

-D3.AVL : removal

--07D3-1

--07D3-2 删除：双旋

--07D3-3 删除：实现

-D3.AVL : removal--Homework

-D4.AVL : (3+4)-construction

--07D4-1

--07D4-2

--07D4-3

--07D4-4

-D4.AVL : (3+4)-construction--Homework

-Homework

--Homework

08.ABST I

-A1.Splay_Tree.splay1

--08A1-1

--08A1-2

--08A1-3

--08A1-4

--08A1-5

--08A1-6

--08A1-7

--Homework

-A2.Splay_Tree.splay2

--08A2-1

--08A2-2

--08A2-3

--08A2-4

--08A2-5

--08A2-6

--08A2-7

--Homework

-A3.Splay_Tree.implementation

--08A3-1

--08A3-2

--08A3-3

--08A3-4

--08A3-5

--08A3-6

--08A3-7

--Homework

-B1.B-Tree.motivation

--08B1-1

--08B1-2

--08B1-3

--08B1-4

--08B1-5

--08B1-6

--Homework

-B2.B-Tree.structure

--08B2-1

--08B2-2

--08B2-3

--08B2-4

--08B2-5

--08b2-6

--08B2-7

--08B2-8

--Homework

-B3.B-Tree.search

--08B3-1

--08B3-2

--08B3-3

--08B3-4

--08B3-5

--08B3-6

--Homework

08.ABST II

-B4.B-Tree.insertion

--08B4-1

--08B4-2

--08B4-3

--08B4-4

--08B4-5

--Homework

-B5.B-Tree.removal

--08B5-1

--08B5-2

--08B5-3

--08B5-4

--08B5-5

--Homework

-XA1.Red-Black.motivation

--08XA1-1

--08XA1-2

--08XA1-3

--08XA1-4

--Homework

-XA2.Red-Black.structure

--08XA2-1

--08XA2-2

--08XA2-3

--08XA2-4

--08XA2-5

--08XA2-6

--08XA2-7

--Homework

-XA3.Red-Black.insertion

--08XA3-1

--08XA3-2

--08XA3-3

--08XA3-4

--08XA3-5

--08XA3-6

--Homework

-XA4.Red-Black.removal

--08XA4-1

--08XA4-2

--08XA4-3

--08XA4-4

--08XA4-5

--08XA4-6

--08XA4-7

--08XA4-8

--08XA4-9

-Homework

--Homework

09.Dictionary

-B.hashing.principle

--09B-1

--09B-2

--09B-3

--09B-4

--09B-5

--09B-6

--Homework

-C.Hashing.Hash-Function

--09C-1

--09C-2

--09C-3

--09C-4

--09C-5

--09C-6

--09C-7

--09C-8

--09C-9

--09C-A

--09C-B

--Homework

-D1.Hashing.Solving-Collision-1

--09D1-1

--09D1-2

--09D1-3

--09D1-4

--09D1-5

--Homework

-D2.Hashing.Solving-Collision-2

--09D2-1

--09D2-2

--09D2-3

--09D2-4

--09D2-5

--09D2-6

--09D2-7

--09D2-8

--Homework

-E.Bucketsort

--09E-1

--09E-2

--09E-3

--Homework

-Homework

--Homework

10.Priority Queue

-A1.motivation

--10A1-1

--10A1-2

--10A1-3

--Homework

-A2.Basic_Implementations

--10A2-1

--10A2-2

--10A2-3

--Homework

-B1.Complete_Binary_Heap.structure

--10B1-1

--10B1-2

--10B1-3

--10B1-4

--Homework

-B2.Complete_Binary_Heap.insertion

--10B2-1

--10B2-2

--10B2-3

--10B2-4

--Homework

-B3.Complete_Binary_Heap.removal

--10B3-1

--10B3-2

--10B3-3

--10B3-4

--Homework

-B4.Complete_Binary_Heap.heapification

--10B4-1

--10B4-2

--10B4-3

--10B4-4

--10B4-5

--Homework

-C.Heapsort

--10C-1

--10C-2

--10C-3

--10C-4

--Homework

-XA1.Leftist_Heap.structure

--10XA-1

--10XA1-2

--10XA1-3

--10XA1-4

--10XA1-5

--10XA1-6

--Homework

-XA2.Leftist_Heap.merge

--10XA2-1

--10XA2-2

--10XA2-3

--10XA2-4

--Homework

-XA3.Leftist_Heap.insertion+removal

--10XA3-1

--10XA3-2

-Homework

--Homework

11.String I

-A.ADT

--11A-1

--11A-2

--11A-3

--Homework

-B1.Pm

--11B1-1

--11B1-2

--Homework

-B2.brute-force

--11B2-1

--11B2-2

--11B2-3

--11B2-4

--Homework

-C1.Kmp.memorization

--11C1-1

--11C1-2

--11C1-3

--11C1-4

--Homework

-C2.Kmp.lookup-table

--11C2-1

--11C2-2

--11C2-3

--Homework

-C3.Kmp.understanding_next[]

--11C3-1

--11C3-2

--11C3-3

--Homework

-C4.Kmp.constructing_next[]

--11C4-1

--11C4-2

--11C4-3

--Homework

-C5.Kmp.amortization

--11C5-1

--11C5-2

--Homework

-C6.Kmp.improvement

--11C6-1

--11C6-2

--11C6-3

--11C6-4

--11C6-5

11.String II

-D1.BM_BC.begin_with_the_end

--11D1-1

--11D1-2

--11D1-3

--11D1-4

-D2.BM_BC.bad_character

--11D2-1

--11D2-2

-D3.BM_BC.constructing_bc[]

--11D3

-D4.Bm_BC.performance

--11D4-1

--11D4-2

-E1.Bm_GS.good-suffix

--11E1-1

--11E1-2

--11E1-3

-E2.Bm_GS.constructing_gs[]

--11E2

-E3.Bm_GS.performance

--11E3-1

--11E3-2

-F1.KR.fingerprint

--11F1-1

--11F1-2

--11F1-3

-F2.KR.hashing

--11F2-1

--11F2-2

--11F2-3

--11F2-4

-Homework

--Homework

12.Sorting

-A1.Quicksort.algorithm

--12A1-1

--12A1-2

--12A1-3

--12A1-4

-- 12A1-5

--Homework

-A2.Quicksort.performance

--12A2-1

--12A2-2

--12A2-3

--Homework

-A4.Quicksort.Variation

--12A4-1

--12A4-2

--12A4-3

--12A4-4

--12A4-5

-B1.Selection.mode

--12B1-1

--12B1-2

--12B1-3

--12B1-4

--12B1-5

-B2.Selection.Median

--12B3-1

--12B3-2

--12B3-3

--12B3-4

--12B3-5

--12B3-6

--Homework

-C1.Shellsort.Shell's sequence

--12C1-1

--12C1-2

--12C1-3

--12C1-4

--12C1-5

--Homework

-C2.Shellsort.Inversion

--12C2-1

--12C2-2

--12C2-3

-Homework

--Homework

10XA1-4笔记与讨论

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