二叉排序树(Binary Sort Tree,二叉查找树,二叉搜索树)(一)

2014-11-24 02:22:08 · 作者: · 浏览: 3

今天的收获就是二叉搜索树,“好记性不如烂笔头”,写下来加深一下印象;

1、首先是了解了二叉搜索树(Binary Sort Tree)又称二叉查找树,亦称二叉排序树。 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; 它的左、右子树也分别为二叉搜索树。

2、接下来看的是查询二叉搜索树,查询二叉搜索树的内容比较多;

(1)查找:即是查询关键字,若存在,返回该节点的指针;否则,返回空;这个书中给了两段伪码,迭代、递归随意;

(2)最大关键字及最小关键字元素:顾名思义,肯定是二叉搜索树的最大最小值,以最大关键字为例,一直查询树的右孩子,直到改节点无右孩子为止,该节点就是最大关键字,当然,最小关键字同理;

(3)后继与前驱:对一个节点来说,最大的小于该节点值的即是前驱,最小的大于该节点值的即是后继。以后继为例,如果该节点的右子树不为空,那么后继就是右子树中最小关键字元素;若是该节点右孩子不存在,这时,只需由该节点往上寻找,直到这个节点是其父节点的左孩子即可。当然,前驱也是类似情况;

3、然后看的是插入与删除,这一节也挺关键的;

(1)插入:插入我们都知道,建立的二叉搜索树就是一个节点一个节点的进行插入的。遍历该树,找到适合的位置,就将节点插入了;

(2)删除:这个就比较复杂了,考虑的情况比较多;

一:该节点是叶子节点,这个删除是最简单的,将其改为空,并修改父节点即可;

二:该节点只有一个孩子(左孩子或右孩子,这个在具体实现时不同操作),这时只要将该节点的孩子节点放在该节点上,同时修改该节点的父节点即可;

三:该节点有两个孩子,这个是最复杂的,不过由于后来没思路,编代码的时候参考一位仁兄,他的思想是直接找到该节点的后继节点,将其删除(这个后继节点一定是存在的,因为它有两个孩子啊,至少右孩子就比它大,故而存在),然后将该节点的值改为后继节点的值即可(当然提前把后继的值留下...)

4、最后看的是随机构建二叉搜索树,貌似这样二叉树的高度比较理想,平均深度是lgn,不会发生“过激”的情况。

这一章是《算法导论》的内容,书中写得还是比较详细的,伪码也给了不少,建的二叉搜索树如下;

\

    ElemType nodeArray[11] = {15, 6, 18, 3, 7, 17, 20, 2, 4, 13, 9};  //二叉数
    Create(root, nodeArray, 11);  //创建二叉搜索数

    cout<<"该节点的值"<
  
   key<
   
    right->right)->key<
    
     left->right->right)->key<
     
      key<
      
       right->right)->key<
       
        left->right->left)->key<
        
         进行如上操作,创建二叉搜索树就不多说了,另外如查找关键字返回该指针也是直接使用,并未判断,在实际程序中需要写出,如上只是简单测试一下;
         

首先是cout<<"该节点的值"< key< 输入关键字15这个节点的值,即15;

接下来cout<<"min = "< key< right->right)->key< 是18;

root->left->right->right是13,故而它的后继是cout<<"后继"< left->right->right)->key< 是15;

这时删除节点值为6的节点DeleteNode(root, 6);成了一个新的二叉搜索树;

\

按照之前删除的思想,因为删除的是节点6,它的后继是7,这时删除7,此时是第二种情况,直接将13,9移上来,将6改为7;

这时cout<<"该节点的值"< key< 依然是15;

最大最小也依然没变,cout<<"min = "< key< left)->key< 是4; root->left->right->left是9,它的后继 cout<<"后继"< left->right->left)->key< 是13;

运行如下:

\

大致就是这样的,代码如下(补丁不少):

#include 
                
                  #include 
                 
                   #include 
                  
                    using namespace std; typedef int ElemType; typedef struct Node { ElemType key; //关键字 struct Node *left; //左孩子 struct Node *right; //右孩子 struct Node *parent; //父节点 } Node, *PNode; //插入 void Insert(PNode &root, ElemType key) { //初始化b被插入结点 PNode p=(PNode)malloc(sizeof(Node)); p->key = key; p->left = NULL; p->right = NULL; p->parent = NULL; //空树 if(root == NULL) { root = p; return; } //左孩子 if(root->left == NULL && root->key > key) { p->parent = root; root->left = p; return; } //右孩子 if(root->right == NULL && root->key < key) { p->parent = root; root->right = p; return; } //关键值小于此时的节点值,放在左树 //准备改回迭代的,今晚没成功... if(key < root->key) Insert(root->left,key); else Insert(root->right,key); } //查找元素,找到返回关键字的结点指针,没找到返回NULL PNode Search(PNode root, ElemType key) { if(root == NULL || root->key == key) return root; if(key < root->key) //查找左子树 return Search(root->left,key); else //查找右子树 return Search(root->right,key); } //查找最小关键字,空树时返回NULL PNode SearchMin(PNode root) { if(root == NULL) return root; while(root->left != NULL) root = root->left; return root; } //查找最大关键字,空树时返回NULL PNode SearchMax(PNode root) { if(root == NULL) return root; while(root->right != NULL) //迭代 root = root->right; return root; } //查找前驱 PNode SearchPredecessor(PNode x) { if(x == NULL) //空 return x; //若存在左孩子,前驱是其左子树中最大的 if(x->left != NULL) return SearchMax(x->left); PNode y = x->parent; while(y != NULL && x == y->left) { x = y; y = x->parent; } return y; } //查找后继 PNode SearchSuccessor(PNode x) { if(x == NULL) //空 return x; //若存在右孩子,后继是其右子树中最小的 if(x->right != NULL) return SearchMin(x->right); PNode y = x->parent; while(y != NULL &&