查找算法——二叉树查找

时间:2022-12-14 17:33:27

1. 查找树的创建(createTree)

        假设有如下数组 4,1,45,78,345,23,12,3,6,21

首先选定“4“为root,然后遍历剩下的数字,如果大于等于4则放到4的右侧,小于4放到4的左侧,最后构建成的树:所有的左孩子都小于父节点,所有的右孩子都大于等于父节点。如下图:

查找算法——二叉树查找

2. 遍历查找树(displayTree)

按照左中右的顺序遍历树,结果为:1,3,4,5,12,21,23,45,78,345,遍历的结果就是已经排好序的数字。

3. 查找树中的节点(searchTree)

从根节点开始,如果大于等于根节点,则查找根节点的右侧;如果小于根节点,则查找根节点的左侧,直到查找到节点。
比如要查找12:
比4大,往右走;
        比45小,往左走;
        比23小,往左走;
        找到12


4. 删除树中的节点(deleteNode)

这个是最复杂的,因为删除完节点后要重新构建树,涉及到的情况很多:
4.1.要删除的node没有左右孩子,有父节点。
如果要删除的node为父节点的左孩子,则将父节点的左孩子指针设置为NULL;如果要删除的node为父节点的右孩子,则将父节点的右孩子指针设置为NULL。最后删除node。

4.2.要删除的node没有左右孩子,没有父节点(即根节点)。
根节点设为NULL,删除node。

4.3.要删除的node有左孩子没右孩子,有父节点
如果要删除的node为父节点的左孩子,则将父节点的左孩子设置为要被删除node的左孩子;如果要删除的node为父节点的右孩子,则将父节点的右孩子指针设置为要被删除node的左孩子。最后删除node。

4.4.要被删除的node有左孩子没有右孩子,没有父节点
        将要被删除的node的左孩子设置为根节点,删除node。

4.5.要删除的node有右孩子没左孩子,有父节点
如果要删除的node为父节点的左孩子,则将父节点的左孩子设置为要被删除node的右孩子;如果要删除的node为父节点的右孩子,则将父节点的右孩子指针设置为要被删除node的右孩子。最后删除node。

4.6.要被删除的node有右孩子没有左孩子,没有父节点 

将要被删除的node的右孩子设置为根节点,删除node。


4.7.要被删除的node左右孩子都有,有父节点
将要被删除node的右孩子插入到左孩子中去。如果要删除的node为父节点的左孩子,则将父节点的左孩子设置为要被删除node的左孩子;如果要删除的node为父节点的右孩子,则将父节点的右孩子指针设置为要被删除node的左孩子。最后删除node。

4.8.要被删除的node左右孩子都有,无父节点

将要被删除node的右孩子插入到左孩子中去,父节点修改为要被删除node的左孩子,删除node节点。

5. C语言实现

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

#define SIZE 10

typedef struct tagNode{
int value;
struct tagNode* left;
struct tagNode* right;
}treeNode;

//打印数组
void displayArray(int array[],int size){
printf("the array is:");
int i;
for(i=0;i<size;i++){
printf("%d ",array[i]);
}
printf("\n");
}

//按左中右顺序遍历树
void displayTree(treeNode* node){
if(node == NULL) return;

if(node->left != NULL){
displayTree(node->left);
}

printf("%d ",node->value);

if(node->right != NULL){
displayTree(node->right);
}
}

//查找以node为节点的树中上是否存在vlaue的节点
treeNode* searchTree(treeNode* node, int value){
if(node->value == value){
return node;
}else if(node->value > value){
if(node->left != NULL){
return searchTree(node->left, value);
}else{
return NULL;
}
}else{
if(node->right != NULL){
return searchTree(node->right, value);
}else{
return NULL;
}
}
}

//查找以node为节点的树中上是否存在vlaue的节点,parent为查找到的节点的父节点。
//dir为1表示parent节点的左节点为查找结果
//dir为2表示parent节点的右节点为查找结果
treeNode* searchTreeWithParent(treeNode* node, treeNode** parent, int* dir, int value){
if(node->value == value){
return node;
}else if(node->value > value){
if(node->left != NULL){
*dir = 1;
*parent = node;
return searchTreeWithParent(node->left, parent, dir, value);
}else{
return NULL;
}
}else{
if(node->right != NULL){
*dir = 2;
*parent = node;
return searchTreeWithParent(node->right, parent, dir, value);
}else{
return NULL;
}
}
}

//将iNode插入到以node为根节点的树中
void insertNode(treeNode* node, treeNode* iNode){
if(iNode->value >= node->value && node->right != NULL){
insertNode(node->right, iNode);
return;
}

if(iNode->value < node->value && node->left != NULL){
insertNode(node->left, iNode);
return;
}

if(iNode->value >= node->value && node->right == NULL){
node->right = iNode;
}

if(iNode->value < node->value && node->left == NULL){
node->left = iNode;
}
}

//从以root为根节点的树中删除值为value的节点
void deleteNode(treeNode** root, int value){
treeNode* parent = NULL;
int dir = -1;
treeNode* deleteNode = searchTreeWithParent(*root,&parent,&dir,value);
if(deleteNode == NULL){
printf("%s\n", "node not found");
}else{
if(deleteNode->left == NULL && deleteNode->right == NULL){
//对应说明中的a
if(parent != NULL){
if(dir == 1)
parent->left = NULL;
else
parent->right = NULL;
}else{//对应说明中的b
*root = NULL;
}
}else if(deleteNode->left != NULL && deleteNode->right == NULL){
//对应说明中的c
if(parent != NULL){
if(dir == 1)
parent->left = deleteNode->left;
else
parent->right = deleteNode->left;
}else{//对应说明中的d
*root = deleteNode->left;
}
}else if(deleteNode->left == NULL && deleteNode->right != NULL){
//对应说明中的e
if(parent != NULL){
if(dir == 1)
parent->left = deleteNode->right;
else
parent->right = deleteNode->right;
}else{//对应说明中的f
*root = deleteNode->right;
}
}else{
insertNode(deleteNode->left,deleteNode->right);
//对应说明中的g
if(parent != NULL){
if(dir == 1)
parent->left = deleteNode->left;
else
parent->right = deleteNode->left;
}else{//对应说明中的h
*root = deleteNode->left;
}
}
free(deleteNode);
deleteNode = NULL;
}
}

//使用array数组中的数,创建以root为根节点的树,
void createTree(treeNode** root, int array[], int size){
int i;

*root = (treeNode*)malloc(sizeof(treeNode));
(*root)->value = array[0];
(*root)->left = NULL;
(*root)->right = NULL;

for(i=1;i<size;i++){
treeNode* child = (treeNode*)malloc(sizeof(treeNode));
child->value = array[i];
child->left = NULL;
child->right = NULL;
insertNode(*root, child);
}
}

//删除以node为根节点的树
void deleteTree(treeNode* node){
if(node == NULL) return;

if(node->left != NULL){
deleteTree(node->left);
}

if(node->right != NULL){
deleteTree(node->right);
}

if(node->left == NULL && node->right == NULL){
free(node);
node = NULL;
}
}

int main(int argc, char* argv[]){

int array[SIZE] = {4,1,45,78,345,23,12,3,6,21};
displayArray(array,SIZE);

treeNode *root = NULL;

createTree(&root, array, SIZE);

printf("the tree is(left->middle->right):");
displayTree(root);
printf("\n");

int value = atoi(argv[1]);
treeNode* parent = NULL;
int dir = -1;
printf("search value %d:",value);
if(searchTree(root,value) != NULL){
printf("%s\n","exist");
}else{
printf("%s\n","not exist");
}

printf("delete value:%d ",value);
deleteNode(&root,value);
printf("\n");
printf("the tree is(left->middle->right):");
displayTree(root);
printf("\n");

deleteTree(root);
return 0;
}

转自: http://blog.csdn.net/todd911/article/details/8471566