二叉搜索树

来源:互联网 发布:js防水涂料厚度检测 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 08:50

二叉搜索树(Binary Sort Tree)又称二叉查找树(Binary Search Tree),亦称二叉排序树。 它或者是一棵空树;或者是具有下列性质的二叉树: 

1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; 

2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; 

3)左、右子树也分别为二叉排序树;



二叉搜索树的结构:

typedef struct BiTNode{    int data;        //结点数据    struct BiTNode *lchild,*rchild;}BiTNode,*BiTree;

二叉搜索树的插入(建立)操作:

BiTree Insert(BiTree &T,int key)   //插入关键字等于key的数据元素{    if(T==NULL)   //插入位置    {        T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));        T->data=key;        T->lchild=T->rchild=NULL;    }    else if(T->data>key)    {        T->lchild=Insert(T->lchild, key);   //在左子树插入    }    else if(T->data<key)    {        T->rchild=Insert(T->rchild, key);  //在右子树插入    }    return T;   //存在改关键字}
二叉搜索树的查找操作:

BiTree Find(BiTree T,int key)  //递归查找二叉排序树中是否存在key{    if(T==NULL)   //查找不成功    {        return NULL;    }    if(key<T->data)    {         return Find(T->lchild, key);//在左子树继续查找    }    else if(key>T->data)    {        return Find(T->rchild, key);   //在右子树继续查找    }    else   //查找成功    {        return T;    }}
二叉搜索树的最小元素与最大元素位置:

BiTree FindMin(BiTree T)  //在排序树中找最小值{    if(T==NULL)    {        return NULL;    }    else if(T->lchild==NULL)  //找到了    {        return T;    }    else    {        return FindMin(T->lchild);  //一直递归左子树找最小的    }}BiTree FindMax(BiTree T)  //在排序树中找最大值{    if(T==NULL)    {        return NULL;    }    else if(T->rchild==NULL)    {        return T;    }    else    {        return FindMax(T->rchild);    }}

二叉搜索树的删除操作:


如果要删除37,51,73,93这些在二叉搜索树中是叶子的结点,那是很容易的,对于要删除的结点只有左子树,或只有右子树的情况,相对也是比较好解决的,那就是结点删除后,将它的左或者右子树整个移到删除结点的位置就可以了,

但是对于要删除的结点既有左子树又有右子树的情况怎么办呢,它们的子子孙孙怎么办呢?


开始的想法,我们当47结点只有一个左子树,那么做法和一个左子树的操作一样,让35及它之下的结点成为58的左子树,然后再对47的右子树所有结点进行插入操作,


这样么效率不高,而且二叉排序树的结构会发生很大变化,有可能增加树的高度,对后续查找会造成影响换一个方法



接下来看代码:

Status DeleteBST(BiTree &T,int key)//删除关键字等于key的数据元素{    if(T==NULL) //不存在    {        return 0;    }    else if(T->data==key)    {        return Delete(T);   //找到了    }    else if(T->data>key)    {        return DeleteBST(T->lchild, key);  //在左子树查找删除    }    else    {        return DeleteBST(T->rchild, key);  //在右子树查找删除    }}


Status Delete(BiTree &p)//删除结点p,并重接它的左或者右子树{    BiTree q,s;    if(p->rchild==NULL)   //只存在左子树    {        q=p;        p=p->lchild;        free(q);    }    else if(p->lchild==NULL)  //只存在右子树    {        q=p;        p=p->rchild;        free(q);    }    else   //左右子树都存在    {        q=p;        s=p->lchild;   //转左,然后向右到尽头(找待删除结点的前驱)        while (s->rchild)        {            q=s;            s=s->rchild;        }        p->data=s->data;        if(q!=p)        {            q->rchild=s->lchild;   //重接q的右子树        }        else        {            q->lchild=s->lchild;  //重接q的左子树        }        free(s);    }    return 1;}

对于删除具有左右孩子的做法感觉似乎有点麻烦,有没有简单的做法呢,答案是肯定有的,我们只需要把复杂的操作转移一下就可以了,我们不再重接左右子树,而是找到该结点左子树的最大结点或者右子树最小结点后,用其值代替要删除掉的结点,然后删除掉要删除节点的左子树的最大结点或者右子树最小结点,例如,删除47,我们找到左子树的最大结点37,然后把47改成37,删除原37那个结点,这样都转换成简单操作了。代码如下:

bool Delete2(BiTree &T,int key){    if (T==NULL)    {        return false;    }    else if (T->data<key)  //在该结点右子树查找结点key    {        return Delete2(T->rchild,key);    }    else if(T->data>key)  //在该结点左子树查找结点key    {        return Delete2(T->lchild, key);    }    else  //找到了    {        if (T->lchild && T->rchild) //同时有左右子树        {            BiTree temp=FindMax(T->lchild); //找左子树最大的值            T->data=temp->data; //用左子树最大的值代替要删除结点的值            return Delete2(T->lchild,temp->data); //删除左子树最大值所对应的结点        }        else        {            if (!T->lchild) //只左孩子为空            {                T=T->rchild;            }            else if(!T->rchild) //只右孩子为空            {                T=T->lchild;            }            return true;        }    }}


总程序参看代码:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct BiTNode{    int data;        //结点数据    struct BiTNode *lchild,*rchild;}BiTNode,*BiTree;BiTree Find(BiTree T,int key)  //递归查找二叉排序树中是否存在key{    if(T==NULL)   //查找不成功        return NULL;    if(key<T->data)        return Find(T->lchild, key);//在左子树继续查找    else if(key>T->data)        return Find(T->rchild, key);   //在右子树继续查找    else   //查找成功        return T;}bool Insert(BiTree &T,int key)   //插入关键字等于key的数据元素{    if(T==NULL)   //插入位置    {        T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));        T->data=key;        T->lchild=T->rchild=NULL;        return true;    }    else if(T->data>key)        return Insert(T->lchild, key);   //在左子树插入    else if(T->data<key)        return Insert(T->rchild, key);  //在右子树插入    return false;   //存在改关键字}BiTree FindMin(BiTree T)  //在排序树中找最小值{    if(T==NULL)        return NULL;    else if(T->lchild==NULL)  //找到了        return T;    else        return FindMin(T->lchild);  //一直递归左子树找最小的}BiTree FindMax(BiTree T)  //在排序树中找最大值{    if(T==NULL)        return NULL;    else if(T->rchild==NULL)        return T;    else        return FindMax(T->rchild);}bool Delete(BiTree &p)//删除结点p,并重接它的左或者右子树{    BiTree q,s;    if(p->rchild==NULL)   //只存在左子树    {        q=p;        p=p->lchild;        free(q);        return true;    }    else if(p->lchild==NULL)  //只存在右子树    {        q=p;        p=p->rchild;        free(q);        return true;    }    else   //左右子树都存在    {        q=p;        s=p->lchild;   //转左,然后向右到尽头(找待删除结点的前驱)        while (s->rchild)        {            q=s;            s=s->rchild;        }        p->data=s->data;        if(q!=p)        {            q->rchild=s->lchild;   //重接q的右子树        }        else        {            q->lchild=s->lchild;  //重接q的左子树        }        free(s);        return true;    }}bool DeleteBST(BiTree &T,int key)//删除关键字等于key的数据元素{    if(T==NULL) //不存在        return false;    else if(T->data==key)        return Delete(T);   //找到了    else if(T->data>key)        return DeleteBST(T->lchild, key);  //在左子树查找删除    else        return DeleteBST(T->rchild, key);  //在右子树查找删除}bool Delete2(BiTree &T,int key){    if (T==NULL)        return false;    else if (T->data<key)  //在该结点右子树查找结点key        return Delete2(T->rchild,key);    else if(T->data>key)  //在该结点左子树查找结点key        return Delete2(T->lchild, key);    else  //找到了    {        if (T->lchild && T->rchild) //同时有左右子树        {            BiTree temp=FindMax(T->lchild); //找左子树最大的值            T->data=temp->data; //用左子树最大的值代替要删除结点的值            return Delete2(T->lchild,temp->data); //删除左子树最大值所对应的结点        }        else        {            if (!T->lchild) //只左孩子为空                T=T->rchild;            else if(!T->rchild) //只右孩子为空                T=T->lchild;            return true;        }    }}void PreOrderTraverse(BiTree T)   //递归前序{    if(T==NULL)        return;    printf("%d ",T->data);    PreOrderTraverse(T->lchild);    PreOrderTraverse(T->rchild);}int main(){    BiTree T=NULL;    int n;    scanf("%d",&n);    for (int i=0; i<n; i++)    {        int key;        scanf("%d",&key);        Insert(T, key);    }    printf("删除前前序序列:\n");    PreOrderTraverse(T);    BiTree Min,Max;    Min=FindMin(T);    Max=FindMax(T);    printf("Min:%d\n",Min->data);    printf("Min:%d\n",Max->data);    DeleteBST(T, 47);    Delete2(T, 37);    printf("删除前前序序列:\n");    PreOrderTraverse(T);    return 0;}//16//62 58 88 47 73 99 35 51 93 29 37 49 56 36 48 50



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