平衡二叉树--随机平衡二叉查找树(treap)

    

#include<cstdio>
struct node{
	int value;
	node *left,*right;
};
void insert(node *&root,int value){
	if(root==NULL){
		root=new node;
		root->value=value;
		root->left=root->right=NULL;
	}
	else {
		if(root->value>value)
			insert(root->left,value);
		else 
			insert(root->right,value);
	}
}
void del(){
	
	
}
void dfs(node *root){
	if(root==NULL){
		return ;
	}
	else {
		dfs(root->left);
		printf("%d\n",root->value);
		dfs(root->right); 
	}	
}
int main(){
	node * root=NULL;
	insert(root,5);
	insert(root,4);
	insert(root,7);
	insert(root,6);
	insert(root,2);
	insert(root,3);
	insert(root,2);
	dfs(root);
	return 0;
}
输出结果  2 2 3 4 5 6 7

 Treap同时满足BST性质最小堆性质,不可避免地要对结构进行调整,

调整方式称为旋转

            treap节点结构

struct Treap_node{
	int value;
	int fix;//节点的值和优先值 
	Treap_node *left,*right;//节点左右子树的指针 
};

            右旋:    

            左旋:      

右旋:

void right_rotate(Treap_node *&root){//指针的引用
	Treap_node *R=root->left;
	root->left=R->right;//将原根的左节点接上原左节点的右节点 
	R->right=root;//右节点 
	root=R;//修改当前根为原根的左节点 
}

左旋:

void left_rotate(Treap_node *&root){//指针的引用 
	Treap_node *R=root->right;
	root->right=R->left;
	R->left=root;
	root=R;
}
一、     插入:

  •  从根节点开始插入:
  •  如果要插入的值 当前节点的值,在当前节点的左子树插入

        插入后如果左子树的优先级<当前节点,右旋 调整。

  •  如果要插入的值 当前节点的值,在当前节点的右子树插入

         插入后如果右子树的优先级<当前节点,左旋 调整。

                      

void Treap_insert(Treap_node *&p,int value){
	if(!p){
		p=new Treap_node;
		p->value=value;
		p->fix=rand();
		p->left=p->right=NULL;		
	}
	else if(value<=p->value){
		    Treap_insert(p->left,value);
		if(p->left->fix<p->fix)
			right_rotate(p);
	}
	else {
			Treap_insert(p->right,value);
		if(p->right->fix<p->fix)
			left_rotate(p);
	}
}

二、      删除

  • 首先找到这个节点
  • 如果该节点为 叶结点或者链节点 可以直接删除。

       左节点为空,让右节点代替该节点。反之左节点代替。

  • 如果节点有两个非空子节点。我们的策略是通过旋转,使得节点变成第二种情况。

    如果左节点的优先级<右节点,右旋,访问右节点

    如果左节点的优先级>右节点,左旋,访问左节点


void Treap_delete(Treap_node *&p,int value){
	if(p->value==value){
		if(!p->left||!p->right){
			Treap_node *t=p;
			if(!p->right)
				p=p->left;
			else 
				p=p->right;
			delete t;	
		}
		else {
			if(p->left->fix<p->right->fix){
				right_rotate(p);
				Treap_delete(p->right,value);
			}
			else {
				left_rotate(p);
				Treap_delete(p->left,value);
			}
		}
	}
	else if(p->value<value){
		Treap_delete(p->right,value);
	}
	else 
		Treap_delete(p->left,value);
	
}

完整代码:

#include<cstdio>
#include<stdlib.h>
struct Treap_node{
	int value;
	int fix;//节点的值和优先值 
	Treap_node *left,*right;//节点左右子树的指针 
};
void left_rotate(Treap_node *&root){//指针的引用 
	Treap_node *R=root->right;
	root->right=R->left;
	R->left=root;
	root=R;
}
void right_rotate(Treap_node *&root){//指针的引用
	Treap_node *R=root->left;
	root->left=R->right;//将原根的左节点接上原左节点的右节点 
	R->right=root;//右节点 
	root=R;//修改当前根为原根的左节点 
}
void Treap_insert(Treap_node *&p,int value){
	if(!p){
		p=new Treap_node;
		p->value=value;
		p->fix=rand();
		p->left=p->right=NULL;		
	}
	else if(value<=p->value){
		    Treap_insert(p->left,value);
		if(p->left->fix<p->fix)
			right_rotate(p);
	}
	else {
			Treap_insert(p->right,value);
		if(p->right->fix<p->fix)
			left_rotate(p);
	}
}
void Treap_delete(Treap_node *&p,int value){
	if(p->value==value){
		if(!p->left||!p->right){
			Treap_node *t=p;
			if(!p->right)
				p=p->left;
			else 
				p=p->right;
			delete t;	
		}
		else {
			if(p->left->fix<p->right->fix){
				right_rotate(p);
				Treap_delete(p->right,value);
			}
			else {
				left_rotate(p);
				Treap_delete(p->left,value);
			}
		}
	}
	else if(p->value<value){
		Treap_delete(p->right,value);
	}
	else 
		Treap_delete(p->left,value);
	
}
void dfs(Treap_node *p){
	if(!p){
		return ;
	}
	else {
		printf("%d\n",p->value);
		dfs(p->left);
		dfs(p->right);	
	}
}
int main(){
	Treap_node *p=NULL;
	Treap_insert(p,5);
	Treap_insert(p,6);
	Treap_insert(p,4);
	Treap_insert(p,8);
	Treap_insert(p,7);
	//dfs(p);
	Treap_delete(p,5);
	dfs(p);
	return 0;
} 


还需要整理相关复杂度的知识。


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