Python 二叉查找树

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       二叉搜索树(Binary Search Tree),又名二叉排序树(Binary Sort Tree)。二叉搜索树是具有有以下性质的二叉树:
  (1)若左子树不为空,则左子树上所有节点的值均小于或等于它的根节点的值。
  (2)若右子树不为空,则右子树上所有节点的值均大于或等于它的根节点的值。
  (3)左、右子树也分别为二叉搜索树。

       二叉查找树的最左边的结点即为最小值,要查找最小值,仅仅需遍历左子树的结点直到为空为止。同理,最右边的结点结尾最大值,要查找最大值,仅仅需遍历右子树的结点直到为空为止。二叉查找树的插入查找和删除都是通过递归的方式来实现的,删除一个结点的时候,先找到这个结点S,假设这个结点左右孩子都不为空,这时并非真正的删除这个结点S,而是在其右子树找到后继结点,将后继结点的值付给S,然后删除这个后继结点就可以。

一、创建节点

class TreeNode:
	def __init__(self,val):
		self.val=val
		self.left=None
		self.right=None

二、插入操作

       从根节点开始,若插入的值比根节点的值小,则将其插入根节点的左子树;若比根节点的值大,则将其插入根节点的右子树。该操作可使用递归进行实现。 

                                       

def insert(root,val):
	if not root:
		root=TreeNode(val)
	else:
		if val<root.val:
			root.left=insert(root.left,val)
		elif val>root.val:
			root.right=insert(root.right,val)
	return root

三、查询操作

       从根节点开始查找,待查找的值是否与根节点的值相同,若相同则返回True;否则,判断待寻找的值是否比根节点的值小,若是则进入根节点左子树进行查找,否则进入右子树进行查找。该操作使用递归实现。

def query(root,val):
	if not root:
		return False
	if root.val==val:
		return True
	else:
		if val<root.val:
			return query(root.left,val)
		if val>root.val:
			return query(root.right,val)

四、查找二叉搜索树中的最大(小值)

  (1)查找最小值:从根节点开始,沿着左子树一直往下,直到找到最后一个左子树节点,按照定义可知,该节点一定是该二叉搜索树中的最小值节点。

def findMin(root):
	if not root:
		return None
	elif root.left:
		return findmin(root.left)
	else:
		return root

       (2)查找最大值:从根节点开始,沿着右子树一直往下,直到找到最后一个右子树节点,按照定义可知,该节点一定是该二叉搜索树中的最大值节点。

def findMax(root):
	if not root:
		return None
	elif root.right:
		return findmin(root.right)
	else:
		return root

五、删除节点操作

       对二叉搜索树节点的删除操作分为以下三种情况:
  (1)待删除节点既无左子树也无右子树:直接删除该节点即可
 

     (2)待删除节点只有左子树或者只有右子树:将其左子树或右子树根节点代替待删除节点
        

     (3)待删除节点既有左子树也有右子树:找到该节点右子树中最小值节点,使用该节点代替待删除节点,然后在右子树中删除最小值节点。
   

def delNode(root,val):
	if not root:
		return None
	if val<root.val:
		root.left=delNode(root.left,val)
	if val>root.val:
		root.right=delNode(root.right,val)
	else:
		if root.left==None and root.right==None:
			root=None
		elif root.left and root.right:
			temp=findMin(root.right)
			root.val=temp.val
			delNode(root.right,temp.val)
		elif root.left==None:
			root=root.right
		elif root.right==None:
			root=root.left
	return root  #返回需要删除的节点位置上目前的节点

 

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