目录
⚽1.什么是二叉排序树
????2.构建二叉排序树
????3.二叉排序树的查找操作
????4.二叉排序树的删除
????5.完整代码
⚽1.什么是二叉排序树
我们直接看它的性质:
若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它根结点的值。
若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它根结点的值。
它的左、右树又分为⼆叉排序树
显然,二叉排序树与二叉树一样,也是通过递归的形式定义的。因此,它的操作也都是基于递归的方式。
二叉排序树也叫二叉查找树、二叉搜索树,既然名字都不一般,那它显然和普通的二叉树不同。那到底有什么不同,它的特点或者优点在哪里呢?不妨,我们来构建一棵二叉树。
????2.构建二叉排序树
假设我们有以下数据,我们按从左到右的顺序来构建二叉排序树:
首先,将8作为根节点
插入3,由于3小于8,作为8的左子树
插入10,由于10大于8,作为8的右子树
插入1,由于1小于8,进入左子树3,1又小于3,则1为3的左子树
插入6,由于6小于8,进入左子树3,6又大于3,则6为3的右子树
插入14,由于14大于8,进入右子树10,14又大于10,则14为10的右子树
插入4,由于4小于8,进入左子树3,4又大于3,进入右子树6,4还小于6,则4为6的左子树
插入7,由于7小于8,进入左子树3,7又大于3,进入右子树6,7还大于于6,则7为6的右子树
插入13,由于13大于8,进入右子树10,又13大于10,进入右子树14,13小于14,则13为14的左子树
我们可以看出:
- 只要左子树为空,就把小于父节点的数插入作为左子树
- 只要右子树为空,就把大于父节点的数插入作为右子树
- 如果不为空,就一直往下去搜索,直到找到合适的插入位置了解了如何构建后,我们不禁要问,这有啥用呀?感觉没啥特别的地方呢?别急!我们马上揭晓! 我们对这棵二叉树进行中序遍历,看看会发生什么?你自己试一试!
没错,这棵二叉树中序遍历结果为:根据以上思路,我们其实就可以写出代码了,构建的过程其实就是插入的过程:
void insert(int key)
{
//定义一个临时指针 用于移动
Node* temp = root;//方便移动 以及 跳出循环
Node* prev = NULL;//定位到待插入位置的前一个结点
while (temp != NULL)
{
prev = temp;
if (key < temp->data)
{
temp = temp->left;
}
else if(key > temp->data)
{
temp = temp->right;
}
else
{
return;
}
}
if (key < prev->data)
{
prev->left = (Node*)malloc(sizeof(Node));
prev->left->data = key;
prev->left->left = NULL;
prev->left->right = NULL;
}
else
{
prev->right = (Node*)malloc(sizeof(Node));
prev->right->data = key;
prev->right->left = NULL;
prev->right->right = NULL;
}
}
????3.二叉排序树的查找操作
它既然也叫二叉查找树,那想必会非常方便我们查找吧!它的操作并不是把中序遍历的结果存入数组,然后在有序数组里查找,而是直接在树上查找。其操作与二分查找非常相似,我们来查找7试一试?(这里要说明以下:在正常的数据结构中,由于数据量很大,所以我们也不知道我们想要的元素在不在里面;同时也不知道每个元素具体是多少,只知道他们的大小关系。我们是在此基础上进行查找首先,访问根节点8 根据性质,7比8小,所以如果7存在,那应该在8的左子树那边,访问8的左子树 访问到了3,根据第2步的思想,访问3的右子树 访问到了6,继续访问6的右子树 访问到了7,刚好找到啦!
显然,它的效率会比在无序数组中挨着查找快多了吧!我们直接上代码。
/*查找元素key*/
bool search(Node* root, int key)
{
while (root != NULL)
{
if (key == root->data)
return true;
else if (key < root->data)
root = root->left;
else
root = root->right;
}
return false;
}
????4.二叉排序树的删除
那么删除就稍微比查找与插入复杂一点,因为需要分类讨论了。
1.被删除结点为叶子结点
直接从二叉排序中删除即可,不会影响到其他结点。例如删去7:
????4.二叉排序树的删除
那么删除就稍微比查找与插入复杂一点,因为需要分类讨论了。
1.被删除结点为叶子结点
直接从二叉排序中删除即可,不会影响到其他结点。例如删去7:
2.被删除结点D仅有一个孩子果只有左孩子,没有右孩子,那么只需要把要删除结点的左孩子连接到要删除结点的父亲结点,然后删除D结点;
- 如果只有右孩子,没有左孩子,那么只要将要删除结点D的右孩子连接到要删除结点D的父亲结点,然后删除D结点。
以D=14为例:它没有右孩子,只有左孩子。(先把10指向14的右指针移动,去指向13,然后再删除14)
再以D=10为例,它没有左孩子,只有右孩子。(先把8指向10的右指针移动,去指向14,然后再删除10)
3.被删除结点左右孩子都在
这种情况就要复杂很多了。但没有关系,依然会讲的很清楚。
我们先假设删除根节点8,看看会发生什么?
我们的目标依然是要保证删除结点8后,再次中序遍历它,仍不改变其升序的排列方式。 那么我们只有用7或者10来替换8原来的位置。
我们先看7来顶替位置
此时7从叶子结点“升迁”到了根节点(只是刚好要删除的结点为根节点,如果删除3,就替换3的位置)
我们再看10来顶替位置
这时候我们就应该会产生两个问题:
为什么是7或者10来替换8的位置?
显然,7与10是挨着8的,如果用其他元素替换则会打扰其顺序。
那7和10怎么在二叉排序树中找到呢?
显然,7在8左子树的“最右边”,10在8右子树的“最左边”。根据二叉排序树的插入方式,比8小的元素一定在左子树,而我们又要找到比8小的最大的数,这样才能保证他们俩在顺序上是挨着的,所以它又会在8的左子树的最右边。同理也可以找到10.