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