C语言实现二叉树的插入和删除

时间:2022-01-14 10:10:10
二叉树的插入删除:
//首先介绍二叉树的插入:
    //首先需要明白插入的规则:每个建好的结点p都需要从跟结点开始与根结点相比较数据域,如果根结点的数据域小于结点p,则接着将结点p与根结点的右子树相比较,否则p将与根结点的左子树相比较;
    //继续往下类推,一直到最后一次比较完后,指针head的左子树或者右子树为空,退出循环(也就是,当到达叶子结点时),因为每次进入循环都要把head结点赋给parent双亲结点,所以这个结点也表示双亲结点;
    //之后将双亲结点parent与p->data(也就是key的值)比较,如果双亲结点大,那么,p为双亲结点的左子树,否则为双亲结点的右子树;

C语言实现二叉树的插入和删除


//介绍二叉树的删除:
    //二叉树的删除有三种情况:
        //1>删除的结点为叶子结点;
            //删除节点是叶节点,即没有子节点,或者说左右子节点都是NULL。这种情况下,只需要把删除节点的父节点中对应的指针指向NULL即可。然后释放掉删除节点的空间;
        //2>删除的结点有左子树或者右子树,只能有一个;
            //删除节点有一个子节点(左子节点或右子节点),这种情况下,把删除节点的父节点中对应的指针指向删除节点的子节点即可。然后释放掉删除节点的空间;    
        //3>删除的结点左右子树都有,两个都有;
            //删除节点有两个子节点,这种情况下,必须要找到一个替代删除节点的替代节点,并且保证二叉树的排序性。根据二叉树的排序性,可知替代节点的键值必须最接近删除节点键值。比删除节点键值小的所有键值中最大那个,或者是比删除节点键值大的所有键值中最小的那个,是符合要求的。这两个键值所在的节点分别在删除节点的左子树中最右边的节点,删除节点右子树中最左边的节点;

    //以图例的形式表示第三种方式的删除;

        第三种方式的删除:   最重要的是找到删除结点以及它的父结点;

                1>找到删除节点以及它的父节点在删除节点的左子树中,向下向右遍历,找到替代节点以及它的父节点;
                2>删除节点的父节点中对应的指针指向替代节点;
                3>替代节点中的右子节点指针指向删除节点的右子树;
                4>如果替代节点的父节点不是删除节点,则将替代节点的左子节点指针指向删除节点的左子树,并且替代节点的父节
                    点中对应的指针指向替代节点的左子节点;
                5>释放删除节点的空间;
        注意:
                1>第二步中找到的替代节点,可能会有左子树,但一定没有右子树。
                2>第五步要判断替代节点的父节点不是删除节点后,才将替代节点的左子节点指针指向删除节点的左子树,否则
                    会出现替代节点左子节点指针指向自己的情况,从而丢失替代节点的左子树。
        第三种方式的图画显示:两种方式;

C语言实现二叉树的插入和删除

C语言实现二叉树的插入和删除

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 9
int a[]={3,2,5,8,4,7,6,9,10};

//二叉树的结点类型;
typedef struct tree
{
	int data;
	struct tree *lchild;
	struct tree *rchild;
}BitTree;

//在二叉排序树中插入查找关键字可以;
void Inserter(BitTree *bt,int key)  
{
	BitTree *parent;   //表示双亲结点;
	BitTree *head = bt;
	BitTree *p=(BitTree *)malloc(sizeof(BitTree));
	p->data=key;   //保存结点数据;
	p->lchild=p->rchild=NULL;  //左右子树置空;
	
	//查找需要添加的父结点,这个父结点是度为0的结点;
	while(head) 
	{
		parent=head;
		if(key<head->data)   //若关键字小于结点的数据;
			head=head->lchild; //在左子树上查找; 
		else   //若关键字大于结点的数据;
			head=head->rchild;  //在右子树上查找;
	}
	//判断添加到左子树还是右子树;
	if(key<parent->data)   //小于父结点;
		parent->lchild=p;    //添加到左子树;
	else    //大于父结点;
		parent->rchild=p;   //添加到右子树;
}

//n个数据在数组data[]中;
BitTree *Createer(BitTree *bt,int data[],int n)  
{
	bt=(BitTree *)malloc(sizeof(BitTree));
	bt->data=data[0];
	bt->lchild=bt->rchild=NULL;
	for(int i=1;i<n;i++)
		Inserter(bt,data[i]);
	return bt;
}

//中序遍历;
void PreOrder(BitTree *bt)
{
	if(bt)
	{
		PreOrder(bt->lchild);
		printf("%d ",bt->data);
		PreOrder(bt->rchild);
	}
}

//删除结点;
void Deleteer(BitTree *bt,int key)
{
	BitTree *L,*LL;    //在删除左右子树都有的结点时使用;
	BitTree *p=bt;
	BitTree *parent=bt;
	int child=0;  //0表示左子树,1表示右子树;
	if(!bt)    //如果排序树为空,则退出;
		return ;
	while(p)  //二叉排序树有效;
	{
		if(p->data==key)
		{
			if(!p->lchild&&!p->rchild)  //叶结点(左右子树都为空);
			{
				if(p==bt)  //被删除的结点只有根结点;
					free(p);
				else if(child==0)
				{
					parent->lchild=NULL;  //设置父结点左子树为空;
					free(p);   //释放结点空间;
				}
				else   //父结点为右子树;
				{
					parent->rchild=NULL;  //设置父结点右子树为空;
					free(p);  //释放结点空间;
				}
			}

			else if(!p->lchild)  //左子树为空,右子树不为空;
			{
				if(child==0)    //是父结点的左子树;
					parent->lchild=p->rchild;
				else      //是父结点的右子树;
					parent->rchild=p->rchild;
				free(p);  //释放被删除的结点;
			}

			else if(!p->rchild)  //右子树为空,左子树不为空;
			{
				if(child==0)  //是父结点的左子树;
					parent->lchild=p->lchild;
				else      //是父结点的右子树;
					parent->rchild=p->lchild;
				free(p);  //释放被删除的结点;
			}

			else
			{
				LL=p;  //保存左子树的结点;
				L=p->rchild;  //从当前结点的右子树进行查找;
				if(L->lchild)  //左子树不为空;
				{
					LL=L;
					L=L->lchild;   //查找左子树;
					p->data=L->data;  //将左子树的数据保存到被删除结点;
					LL->lchild=L->lchild;  //设置父结点的左子树指针为空;
					for(;L->lchild;L=L->lchild);
					L->lchild=p->lchild;
					p->lchild=NULL;
				}
				else
				{
					p->data=L->data;
					LL->rchild=L->rchild;
				}
			}
			p=NULL;
		}

		else if(key<p->data)  //需删除记录的关键字小于结点的数据;
		{
			//要删除的结点p是parent的左子树;
			child=0;  //标记在当前结点左子树;
			parent=p;//保存当前结点作为父结点;
			p=p->lchild;  //查找左子树;
		}

		else  //需删除记录的关键字大于结点的数据;
		{
			//要删除的结点p是parent的右子树;
			child=1;  //标记在当前结点右子树查找;
			parent=p;  //保存当前结点作为父结点;
			p=p->rchild;  //查找右子树;
		}
	}
}

int main(void)
{
	BitTree *bt;  //保存二叉排序树根结点;
	printf("数组数据为:\n");
	for(int i=0;i<N;i++)
		printf("%d ",a[i]);
	printf("\n\n");

	bt=Createer(bt,a,N);
	printf("遍历后的二叉排序树为(中序遍历输出):\n");
	PreOrder(bt);
	printf("\n\n\n");

	printf("     **将数据8插入到二叉树中**\n\n");
	printf("插入后的二叉树为(中序遍历输出):\n");
	Inserter(bt,8);
	PreOrder(bt);
	printf("\n\n\n");
	
	printf("     **将数据5从二叉树中删除**\n\n");
	printf("删除后的二叉树为(中序遍历输出):\n");
	Deleteer(bt,5);   //删除拥有左右子树的结点有问题;
	PreOrder(bt);
	printf("\n");
	return 0;
}

//输出结果截图:
C语言实现二叉树的插入和删除