文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt （141）-- 算法导论12.1 1题

福大大架构师每日一题

发布于 2023-11-24 10:14:59

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发布于 2023-11-24 10:14:59

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一、用go语言，对于关键字集合(1，4，5，10，16，17，21)，分别画出高度为 2、3、4、5和6的二又搜索树。

文心一言：

以下是用Go语言为给定的关键字集合(1, 4, 5, 10, 16, 17, 21)生成的高度为2、3、4、5和6的二叉搜索树。

由于二叉搜索树的形状对于不同的生成方式可能会有所不同，所以我这里给出的是一种可能的形状。为了方便展示，我将节点按照从上到下、从左到右的顺序进行排列。

首先，定义一个二叉树节点的结构：

type Node struct {  
    Key   int  
    Left  *Node  
    Right *Node  
}
然后，我们可以使用递归的方式生成二叉搜索树：

go
func insertNode(root *Node, key int) *Node {  
    if root == nil {  
        return &Node{Key: key}  
    }  
  
    if key < root.Key {  
        root.Left = insertNode(root.Left, key)  
    } else if key > root.Key {  
        root.Right = insertNode(root.Right, key)  
    }  
  
    return root  
}

接下来，我们可以使用给定的关键字集合，生成不同高度的二叉搜索树：

func generateBinarySearchTree(keys []int, height int) *Node {  
    if height == 1 {  
        return insertNode(nil, keys[0])  
    }  
  
    leftKeys := make([]int, 0)  
    rightKeys := make([]int, 0)  
  
    for _, key := range keys {  
        if key < keys[height-1] {  
            leftKeys = append(leftKeys, key)  
        } else {  
            rightKeys = append(rightKeys, key)  
        }  
    }  
  
    root := &Node{Key: keys[height-1]}  
    root.Left = generateBinarySearchTree(leftKeys, height-1)  
    root.Right = generateBinarySearchTree(rightKeys, height-1)  
  
    return root  
}

最后，我们可以调用 generateBinarySearchTree 函数生成不同高度的二叉搜索树：

func main() {  
    keys := []int{1, 4, 5, 10, 16, 17, 21}  
    trees := make([]*Node, 6)  
  
    for i := 2; i <= 6; i++ {  
        trees[i-2] = generateBinarySearchTree(keys, i)  
    }  
}

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讯飞星火，代码正常运行：

首先，我们需要定义一个二叉搜索树的结构体，然后实现插入和遍历的方法。接下来，我们将使用给定的关键字集合创建不同的二又搜索树，并绘制它们的高度为2、3、4、5和6的情况。

解析：

1.定义二叉搜索树结构体

2.实现插入方法

3.实现遍历方法

4.根据给定的关键字集合创建二又搜索树

5.绘制二又搜索树的高度为2、3、4、5和6的情况

代码如下：

package main

import (
    "fmt"
)

type TreeNode struct {
    Key   int
    Left  *TreeNode
    Right *TreeNode
}

func NewTreeNode(key int) *TreeNode {
    return &TreeNode{Key: key}
}

func (t *TreeNode) Insert(key int) {
    if key < t.Key {
        if t.Left == nil {
            t.Left = NewTreeNode(key)
        } else {
            t.Left.Insert(key)
        }
    } else if key > t.Key {
        if t.Right == nil {
            t.Right = NewTreeNode(key)
        } else {
            t.Right.Insert(key)
        }
    }
}

func (t *TreeNode) InOrderTraversal() []int {
    var result []int
    if t.Left != nil {
        result = append(result, t.Left.InOrderTraversal()...)
    }
    result = append(result, t.Key)
    if t.Right != nil {
        result = append(result, t.Right.InOrderTraversal()...)
    }
    return result
}

func main() {
    keywords := []int{1, 4, 5, 10, 16, 17, 21}
    trees := make([]*TreeNode, len(keywords))

    for i, key := range keywords {
        trees[i] = NewTreeNode(key)
        for j := 0; j < i; j++ {
            trees[i].Insert(keywords[j])
        }
    }

    for i, tree := range trees {
        fmt.Printf("Height %d: %v
", i+2, tree.InOrderTraversal())
    }
}

运行上述代码，将输出不同高度的二又搜索树的中序遍历结果。

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360智脑，代码不能运行：

抱歉，我无法直接绘制图形。但是，我可以向您解释如何在Go中实现一个二叉搜索树并插入给定的关键字集合。

以下是一个使用Go语言实现的二叉搜索树的示例代码：

package main

import (
    "fmt"
)

type Node struct {
    Value int
    left *Node
    right *Node
}

func CreateNode(value int) *Node {
    return &Node{value, nil, nil}
}

func InOrder(node *Node) {
    if node != nil {
        InOrder(node.Left)
        fmt.Println(node.Value)
        InOrder(node.Right)
    }
}

func Insert(node *Node, value int) bool {
    if node == nil {
        node = CreateNode(value)
        return true
    }
    var parent *Node = nil
    var cur *Node = node
    for cur != nil {
        if cur.Value < value {
            parent = cur
            cur = cur.Left
        } else if cur.Value > value {
            parent = cur
            cur = cur.Right
        } else {
            return false
        }
    }
    parent.Value = value
    InOrder(node)
    return true
}

func main() {
    nodes := []Node{}
    for i := 1; i <= 21; i++ {
        nodes = append(nodes, CreateNode(i))
    }
    fmt.Println("Nodes:", nodes)
    for i, node := range nodes {
        fmt.Printf("Node %d: %v\n", i, node)
        Insert(node, 4)
        Insert(node, 5)
        Insert(node, 10)
        Insert(node, 16)
        Insert(node, 17)
        Insert(node, 21)
    }
}

该代码首先创建了一个空的二叉搜索树，然后通过插入节点来填充它。对于给定关键字集合，可以调用Insert方法将其插入树中。最后，使用main方法遍历整个树并打印每个节点。

要绘制高度为2、3、4、5和6的二叉搜索树，您需要根据树的结构手动创建节点，然后使用图形化工具将它们绘制出来。由于树的高度不同，因此您需要对每个节点进行适当的调整以使其在视觉上看起来平衡。

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智谱清言：

以下是使用Go语言编写的代码，用于构建高度为2、3、4、5和6的二叉搜索树。首先，我们定义了一个结构体来表示节点：

type Node struct {
    Key   int
    Left  *Node
    Right *Node
}

接下来，我们分别创建高度为2、3、4、5和6的二叉搜索树：

func BuildTree(height int) *Node {
    if height == 1 {
        return &Node{Key: 1}
    }
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = BuildTree(height-1)
    root.Right = BuildTree(height-1)
    return root
}
func buildHeightTwoTree() *Node {
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = &Node{Key: 4}
    root.Right = &Node{Key: 5}
    root.Left.Left = &Node{Key: 1}
    root.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Right = &Node{Key: 6}
    return root
}
func buildHeightThreeTree() *Node {
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = &Node{Key: 4}
    root.Right = &Node{Key: 5}
    root.Left.Left = &Node{Key: 1}
    root.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Right = &Node{Key: 6}
    root.Left.Left.Left = &Node{Key: 2}
    root.Left.Left.Right = &Node{Key: 3}
    return root
}
func buildHeightFourTree() *Node {
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = &Node{Key: 4}
    root.Right = &Node{Key: 5}
    root.Left.Left = &Node{Key: 1}
    root.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Right = &Node{Key: 6}
    root.Left.Left.Left = &Node{Key: 2}
    root.Left.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Left = &Node{Key: 7}
    root.Right.Left.Right = &Node{Key: 8}
    return root
}
func buildHeightFiveTree() *Node {
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = &Node{Key: 4}
    root.Right = &Node{Key: 5}
    root.Left.Left = &Node{Key: 1}
    root.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Right = &Node{Key: 6}
    root.Left.Left.Left = &Node{Key: 2}
    root.Left.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Left = &Node{Key: 7}
    root.Right.Left.Right = &Node{Key: 8}
    root.Right.Left.Left = &Node{Key: 9}
    return root
}
func buildHeightSixTree() *Node {
    root := &Node{Key: 1}
    root.Left = &Node{Key: 4}
    root.Right = &Node{Key: 5}
    root.Left.Left = &Node{Key: 1}
    root.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Right = &Node{Key: 6}
    root.Left.Left.Left = &Node{Key: 2}
    root.Left.Left.Right = &Node{Key: 3}
    root.Right.Left = &Node{Key: 7}
    root.Right.Left.Right = &Node{Key: 8}
    root.Right.Left.Left = &Node{Key: 9}
    root.Right.Left.Left.Left = &Node{Key: 10}
    root.Right.Left.Left.Right = &Node{Key: 11}

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通义千问：

很抱歉，我无法直接在这里为你画出二叉搜索树，但我可以告诉你如何使用Go语言来创建这样的树。

首先，在Go中没有内建的数据结构可以直接用来创建一个二叉搜索树（BST）。但你可以自己定义一个数据结构来实现它。一个简单的BST节点可能如下所示：

type Node struct {
    Val int
    Left *Node
    Right *Node
}

然后你需要定义一些方法来插入元素到这个树中，并保持其二叉搜索树的特性。例如，一个基本的插入函数可能如下所示：

func insert(root **Node, val int) {
    if *root == nil {
        *root = &Node{Val: val}
    } else if (*root).Val > val {
        insert(&(*root).Left, val)
    } else {
        insert(&(*root).Right, val)
    }
}

有了这些基础，你现在可以创建一个根为空的新树，然后使用上述插入函数将给定的关键字添加到树中。为了确保得到不同高度的树，你可以根据需要调整插入顺序。

注意，不同的插入顺序可能导致生成不同的树，即使它们具有相同的高度。这是因为二叉搜索树是动态查找树，它们的形状取决于输入的数据分布。

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天工，代码不能运行：

以下是用Go语言绘制高度为2、3、4、5和6的二叉搜索树的示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

type Node struct {
    key       int
    leftChild *Node
    rightChild *Node
}

func NewNode(key int) *Node {
    return &Node{
        key: key,
    }
}

func (n *Node) IsLeaf() bool {
    return n.leftChild == nil && n.rightChild == nil
}

func (n *Node) IsInternalNode() bool {
    return n.leftChild != nil || n.rightChild != nil
}

func (n *Node) IsExternalNode() bool {
    return n.leftChild == nil && n.rightChild == nil
}

func (n *Node) Height() int {
    if n == nil {
        return 0
    }
    if n.leftChild == nil && n.rightChild == nil {
        return 1
    }
    if n.leftChild == nil {
        return n.rightChild.Height() + 1
    }
    if n.rightChild == nil {
        return n.leftChild.Height() + 1
    }
    return max(n.leftChild.Height(), n.rightChild.Height()) + 1
}

func (n *Node) String() string {
    if n == nil {
        return ""
    }
    if n.IsLeaf() {
        return fmt.Sprintf("%d", n.key)
    }
    return fmt.Sprintf("(%s %s %s)", n.leftChild.String(), strconv.Itoa(n.key), n.rightChild.String())
}

func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

func main() {
    keys := []int{1, 4, 5, 10, 16, 17, 21}
    root := NewNode(0)
    for _, key := range keys {
        root.Insert(key)
    }
    root.PrintTree()
}

func (root *Node) Insert(key int) {
    if root == NULL {
        root = NewNode(key)
        return
    }
    if key < root.key {
        root.leftChild = root.leftChild.Insert(key)
    } else if key > root.key {
        root.rightChild = root.rightChild.Insert(key)
    } else {
        fmt.Printf("Duplicate key: %d\n", key)
    }
}

func (node *Node) PrintTree() {
    if node == nil {
        return
    }
    fmt.Printf("%s\n", node.String())
    if node.leftChild != nil {
        node.leftChild.PrintTree()
    }
    if node.rightChild != nil {
        node.rightChild.PrintTree()
    }
}

func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

该代码使用二叉搜索树来存储关键字集合，并使用递归方式打印出树形结构。在 main 函数中，我们先定义关键字集合，然后创建一个根节点，并使用 Insert 方法将所有关键字插入到树中。最后，我们调用 PrintTree 方法打印树形结构。

在 Node 结构体中，我们定义了 key、leftChild 和 rightChild 三个字段，分别表示节点的键、左子节点和右子节点。我们还定义了 IsLeaf、IsInternalNode 和 IsExternalNode 三个方法来判断节点的类型。

在 Node 结构体中，我们还定义了 Height 方法来计算节点的高度。在 PrintTree 方法中，我们首先打印节点的字符串表示，然后递归地打印左子树和右子树。

在 main 函数中，我们首先创建一个根节点，并使用 Insert 方法将所有关键字插入到树中。最后，我们调用 PrintTree 方法打印树形结构。

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灵小智，代码正常运行：

好的，我可以帮你用Go语言画出指定高度的二叉搜索树。下面是使用递归方式实现的代码示例：

package main

import (
    "fmt"
)

type Node struct {
    Value int
    Left  *Node
    Right *Node
}

func main() {
    keywords := []int{1, 4, 5, 10, 16, 17, 21}
    heights := []int{2, 3, 4, 5, 6}

    for _, height := range heights {
        root := constructBST(keywords, 0, len(keywords)-1, height)
        fmt.Printf("Height: %d\n", height)
        printTree(root, 0)
        fmt.Println()
    }
}

func constructBST(keywords []int, start, end, height int) *Node {
    if start > end || height == 0 {
        return nil
    }

    mid := (start + end) / 2
    root := &Node{Value: keywords[mid]}

    leftHeight := height - 1
    rightHeight := height - 1

    if mid-start >= end-mid {
        leftHeight++
    } else {
        rightHeight++
    }

    root.Left = constructBST(keywords, start, mid-1, leftHeight)
    root.Right = constructBST(keywords, mid+1, end, rightHeight)

    return root
}

func printTree(node *Node, level int) {
    if node == nil {
        return
    }

    printTree(node.Right, level+1)
    for i := 0; i < level; i++ {
        fmt.Printf("\t")
    }
    fmt.Println(node.Value)
    printTree(node.Left, level+1)
}

这段代码可以根据给定的关键字集合和高度构造相应的二叉搜索树，并打印出来。你可以根据需要修改关键字集合和高度来生成不同的树形结构。

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chatgpt，代码正常运行：

下面是使用Go语言实现的绘制不同高度二叉搜索树的示例代码：

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

type Node struct {
    Value int
    Left  *Node
    Right *Node
}

func NewNode(value int) *Node {
    return &Node{
        Value: value,
    }
}

func Insert(root *Node, value int) *Node {
    if root == nil {
        return NewNode(value)
    }
    if value < root.Value {
        root.Left = Insert(root.Left, value)
    } else if value > root.Value {
        root.Right = Insert(root.Right, value)
    }
    return root
}

func PrintTree(root *Node, space int) {
    const spaceCount = 4

    if root == nil {
        return
    }

    space += spaceCount

    PrintTree(root.Right, space)

    fmt.Println(strings.Repeat(" ", space-spaceCount), root.Value)

    PrintTree(root.Left, space)
}

func main() {
    keywords := []int{1, 4, 5, 10, 16, 17, 21}
    heights := []int{2, 3, 4, 5, 6}

    for _, height := range heights {
        var root *Node
        for _, keyword := range keywords {
            root = Insert(root, keyword)
            if height > 0 && height != calculateHeight(root) { // 如果指定了非零高度，并且当前高度不匹配，继续插入节点直到达到目标高度
                continue
            }
            fmt.Printf("Height: %d\n", calculateHeight(root))
            PrintTree(root, 0)
            fmt.Println()
        }
        
    fmt.Println("----------------------------------")
    }
}

func calculateHeight(node *Node) int {
    if node == nil {
        return 0
    }
    leftHeight := calculateHeight(node.Left)
    rightHeight := calculateHeight(node.Right)

    if leftHeight > rightHeight {
        return leftHeight + 1
    } else {
        return rightHeight + 1
    }
}

运行该代码，可以输出不同高度的二叉搜索树：