算法 树7 二叉搜索树的操作集

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题目:本题要求实现给定二叉搜索树的5种常用操作。

函数接口定义:

BinTree Insert( BinTree BST, ElementType X );
BinTree Delete( BinTree BST, ElementType X );
Position Find( BinTree BST, ElementType X );
Position FindMin( BinTree BST );
Position FindMax( BinTree BST );

其中BinTree结构定义如下:

typedef struct TNode *Position;
typedef Position BinTree;
struct TNode{
    ElementType Data;
    BinTree Left;
    BinTree Right;
};
  • 函数InsertX插入二叉搜索树BST并返回结果树的根结点指针;
  • 函数DeleteX从二叉搜索树BST中删除,并返回结果树的根结点指针;如果X不在树中,则打印一行Not Found并返回原树的根结点指针;
  • 函数Find在二叉搜索树BST中找到X,返回该结点的指针;如果找不到则返回空指针;
  • 函数FindMin返回二叉搜索树BST中最小元结点的指针;
  • 函数FindMax返回二叉搜索树BST中最大元结点的指针。

裁判测试程序样例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int ElementType;
typedef struct TNode *Position;
typedef Position BinTree;
struct TNode{
    ElementType Data;
    BinTree Left;
    BinTree Right;
};

void PreorderTraversal( BinTree BT ); /* 先序遍历,由裁判实现,细节不表 */
void InorderTraversal( BinTree BT );  /* 中序遍历,由裁判实现,细节不表 */

BinTree Insert( BinTree BST, ElementType X );
BinTree Delete( BinTree BST, ElementType X );
Position Find( BinTree BST, ElementType X );
Position FindMin( BinTree BST );
Position FindMax( BinTree BST );

int main()
{
    BinTree BST, MinP, MaxP, Tmp;
    ElementType X;
    int N, i;

    BST = NULL;
    scanf("%d", &N);
    for ( i=0; i<N; i++ ) {
        scanf("%d", &X);
        BST = Insert(BST, X);
    }
    printf("Preorder:"); PreorderTraversal(BST); printf("\n");
    MinP = FindMin(BST);
    MaxP = FindMax(BST);
    scanf("%d", &N);
    for( i=0; i<N; i++ ) {
        scanf("%d", &X);
        Tmp = Find(BST, X);
        if (Tmp == NULL) printf("%d is not found\n", X);
        else {
            printf("%d is found\n", Tmp->Data);
            if (Tmp==MinP) printf("%d is the smallest key\n", Tmp->Data);
            if (Tmp==MaxP) printf("%d is the largest key\n", Tmp->Data);
        }
    }
    scanf("%d", &N);
    for( i=0; i<N; i++ ) {
        scanf("%d", &X);
        BST = Delete(BST, X);
    }
    printf("Inorder:"); InorderTraversal(BST); printf("\n");

    return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */

输入样例:

10
5 8 6 2 4 1 0 10 9 7
5
6 3 10 0 5
5
5 7 0 10 3

输出样例:

Preorder: 5 2 1 0 4 8 6 7 10 9
6 is found
3 is not found
10 is found
10 is the largest key
0 is found
0 is the smallest key
5 is found
Not Found
Inorder: 1 2 4 6 8 9

解答:

多说无用,都是基础,直接给代码:


BinTree Insert(BinTree Root, ElementType element) {
	// 将X插入Bin树T中,并且返回调整后的AVL树 
	if (!Root) { //若插入空树,则新建包含一个结点的树 
		Root = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));
		Root->Data = element;
		Root->Left = Root->Right = NULL;
	}
	else if (element < Root->Data)//插入T的左子树 
		Root->Left = Insert(Root->Left, element);
	else if (element > Root->Data) // 插入T的右子树 
		Root->Right = Insert(Root->Right, element);
	return Root;
}
BinTree Delete( BinTree BST,ElementType X)
{
	Position Tmp;
	if (!BST) printf("Not Found\n");
	else if (X < BST->Data)
		BST->Left = Delete(BST->Left,X); /* 左子树递归删除 */
	else if (X > BST->Data)
		BST->Right = Delete(BST->Right,X); /* 右子树递归删除 */
	else /*找到要删除的结点 */
		if (BST->Left && BST->Right) { /*被删除结点有左右两个子结点 */
			Tmp = FindMin(BST->Right);
			//在右子树中找最小的元素填充删除结点(也可以找左子树中最大的元素)
			BST->Data = Tmp->Data;
			BST->Right = Delete(BST->Right,BST->Data);
			/*在删除结点的右子树中删除最小元素*/
		}
		else { /*被删除结点有一个或无子结点*/
			Tmp = BST;
			if (!BST->Left) /* 有右孩子或无子结点*/
				BST = BST->Right;
			else if (!BST->Right) /*有左孩子或无子结点*/
				BST = BST->Left;
			free(Tmp);
		}
		return BST;
}

Position Find(BinTree BST,ElementType X)
{
	if (!BST) return NULL; /*查找失败*/
	if (X > BST->Data)
		return Find(BST->Right,X); /*在右子树中继续查找*/
	else if (X < BST->Data)
		return Find(BST->Left,X); /*在左子树中继续查找*/
	else /* X == BST->Data */
		return BST; /*查找成功, 返回结点的找到结点的地址*/
}

Position FindMin(BinTree BST)
{
	if (!BST) return NULL; //空的二叉搜索树,返回NULL
	else if (!BST->Left)
		return BST; //找到最左叶结点并返回
	else
		return FindMin(BST->Left); //沿左分支继续查找
}

Position FindMax(BinTree BST)
{
	if (BST)
		while (BST->Right) BST = BST->Right;
	//沿右分支继续查找,直到最右叶结点
	return BST;
}

测试全部通过:

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