二叉查找树 / 二叉搜索树 数据结构原理、示例和算法实现

二叉查找树

  • 特点
    1. 左子树所有值都小于根值
    2. 右子树所有值都大于根值
    3. 理论上不能有相同

  • 操作
    • 查找
    • 插入
    • 删除

查找

  1. 判断与根值是否相等,相等则完成
  2. 否则,判断与根值大小关系
  3. 若小于根值,则:当目标值存在时,值一定左子树里
  4. 若大于根值,则:当目标值存在时,值一定右子树里
  5. 当搜索到空时,则不存在
BST search( keytype  k, BST  F ) // k:目标值;F:当前查找子树的根节点
{
	p = F ;
	if ( p == NULL ) return Null ;
	else if (k == p->data.key) return p; // 相等,查找成功
	else if (k <  p->data.key) // 目标值小于根值
		return search (k,  p->lchild); // 进入左子树
	else if (k >  p->data.key) // 目标值大于根值
		return search (k,  p->rchild); // 进入右子树
}

插入

  • 核心点:值一定在树的最底端插入
  • 因此,从根节点往下搜索合适的插入位置时,一定要到一个***“空位”(NULL)才能新建节点***
  • 依据性质:左子树的所有值一定小于根值,右子树的所有值一定小于根值
    • 在任意一个时刻,小于根值则插入左子树,大于根值则插入右子树
    • 当选择的子树为空时则插入(新建节点)
      • 程序中的这一步:先假设不为空,进入这一节点(NULL),再在进入迭代时
Void Insert (Records R, BST &F)
{  
    if ( F == NULL ) { // 已经查找到底层,可以插入新节点
       		F = new CellType ; // 新建节点
           	F->data = R ; // 存值
           	F->lchild = NULL ; // 预设左右子树都为NULL
           	F->rchild = NULL ;
    }
    else  if ( R.key < F->data.key ) // 插入的值小于根值,往左子树插入
           Insert ( R , F->lchild )
    else  if ( R.key >= F->data.key ) // 插入的值大于根值,往右子树插入
           Insert ( R , F->rchild )
}

删除

删除三类结点:

  1. 被删除的结点是叶子结点
  2. 被删除的结点只有一颗非空的左子树或右子树
  3. 被删除的结点有两棵非空的子树

Void  Delete ( keytype  k ,BST  &F )
{  
  if ( F != NULL )
     if ( k < F->data.key ) Delete( k, f->lchild ) ; // 目标值比根值小,进入左儿子
     else if  ( k > F->data.key ) Delete( k, f->rchild ); // 目标值比根值大,进入右儿子
     else // 找到该元素,开始删除
             if ( F->rchild == NULL ) F = F->lchild ; // 一边儿子为空,则用另一边儿子代替
        else if ( F->lchild == NULL ) F = F->rchild ;
        else  F->data = DeleteMin(F->rchild) // 两边都有儿子,进行DeleteMin操作
}
// 取右子树中最小的(即最左儿子),DeleteMin以此为例
// 同理,也可以取左子树最大
Records  DeleteMin( F ) // F:右子树的根
{
	records tmp ;
	BST  p ;
	if ( F->lchild == NULL ) { // 已经找到最左儿子
		p = F ;
		tmp = F->data ; // 暂存节点的信息
		F = F->rchild ; // 该节点删除,右儿子补上(无左儿子 and 可能是空)
		Delete p ; // 删除p(当前F)节点
		return tmp ; // 返回data给上个函数要删除的点,即将右子树的最左儿子的移到删除点的位置
	}
	else
		return ( DeleteMin( F->lchild ) ; // 未找到最左,继续往左找
}

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