二叉树-二叉查找树-AVL树-遍历

时间:2025-01-03 13:35:20

一、二叉树

定义:每个节点都不能有多于两个的儿子的树。

二叉树节点声明:

 struct treeNode
{
elementType element;
treeNode * left;
treeNode * right;
}

应用:

中缀表达式——>后缀表达式(栈的应用)——>表达式树(栈的应用2)

栈的应用2:读取后缀表达式,操作数入栈,遇操作符后,指向栈里前两位元素t1和t2的指针出栈(t1先弹出,作为该操作符的右儿子),并将指向该操作符的指针入栈。

二、二叉查找树

定义:

结构性:二叉树;

排序性:右子树中最小值  >  X关键字  >  左子树中最大值(对任意节点关键字X均成立)

1、清空树(递归)makeEmpty

 searchTree * makeEmpty( searchTree * T)
{
if( T != NULL)
{
makeEmpty( T -> left);
makeEmpty( T -> right);
delete (T); // 基准情况
}
return T;
}

2、Find

searchTree * find( elementType X , searchTree * T)
{
if( T = NULL)
return NULL; //非空判断 if(X < T->element)
return find (X , T->left);
else
if(X > T->element)
return find(X , T->right);
else
return T; //找到元素X
}

3、findMin  &&  findMax(举一例,(非)递归法,利用其排序性找到相应节点)

递归法:

searchTree * findMax(  searchTree * T)
{
if( T = NULL)
return NULL; //非空判断
else
if(T->right == NULL)
return T; //基准情况
else
return findMax(T->right);
}

非递归法:

searchTree * findMax(  searchTree * T)
{
if( T = NULL)
return NULL; //非空判断
else
while(T->right != NULL)
T = T->right;

return T;
}

4、insert

searchTree * insert( elementType X , searchTree * T)
{
if( T == NULL)
{
T = searchTree New(searchTree);
if(T == NULL)
cout << "out of space." << endl;
else
{
T->element = X;
T->left = T->right = NULL;
}
}
else
if(X < T->element)
T->left = insert(X , T->left);
else
if(X > T->element)
T->right = insert(X , T->right); return T;
}

5、delete

searchTree * delete( elementType X , searchTree * T)
{
      searchTree * tem;
tem = (searchTree *) New searchTree;
if( T == NULL)
return NULL;
else
if(X < T->element)
T->left = delete(X , T->left);
else
if(X > T->element)
T->right = delete(X , T->right);
else
if(T->left && T->right)
{
tem = findMin(T->right);
T->element = tem->element;
// tem = delete(tem->element , tem);
T->right = delete(T->element , T->right);
}
else
{
tem = T;
if(T->left == NULL)
T = T->right;
if(T->right == NULL)
T = T->left;
delete(tem);
}
return T;
}

三、AVL树

定义:每个节点的左子树和右子树的高度最多差1的二叉查找树。(空树的高度定义为-1)

插入后,只有那些从 插入点根节点 的路径上的节点的平衡可能被改变,所以沿着  插入点   回溯到  根节点的这条路径并更新平衡信息,就可以找到破坏AVL平衡条件的节点。

(第一个这样的节点 即破坏性节点中最深的节点)。

破坏平衡性的节点设为a,则a的左右子树高度差为2,新节点插入点:

1、a的左儿子的左子树(单旋转)

2、a的左儿子的右子树(双旋转)

3、a的右儿子的左子树(单旋转)

4、a的右儿子的右子树(双旋转)

1、节点声明

struct avlNode
{
elementType element;
avlNode left;
avlNode right;
int height;
}

2、高度信息

static int height( avlNode *P)
{
if( P == NULL)
return -; //基准情况
else
return max( height(P->left) , height(P->right) ) + ;
}

3、节点插入

avlTree *insert(elementType X , avlTree *T)
{
if(T == NULL)
{
T = (avlTree*) New avlTree;
if(T == NULL)
cout << "out of space" << endl;
else
{
T->element = X;
T->left = T->right = NULL;
}
}
else
if(X < T->element)
{
T->left = insert (X , T->left);
if(height(T->left) - height(T->right) == )
{
if(X < T->left->element)
T = singleRotateWithLeft(T);
else
T = doubleRotateWithLeft(T);
}
}
else
if(X > T->element)
{
T->right = insert (X , T->right);
if(height(T->right) - height(T->left) == )
{
if(X > T->right->element)
T = singleRotateWithRight(T);
else
T = doubleRotateWithRight(T);
}
}
T->height = height(T); //更新高度信息
return T;
}

4、旋转(给出一组单双旋转)

static avlTree *singleRotateWithLeft(avlTree *T1)
{
avlTree *T2;
T2 = T1->left; T1->left = T2->right;
T2->right = T1;
T1->height = height(T1); //更新高度信息
T2->height = height(T2); return T2;
}
static avlTree *doubleRotateWithLeft(avlTree *T1)
{
T1->left = singleRotateWithRight(T1->left);
// 在旋转中已经有返回值,此时不写return亦可
rerurn singleRotateWithLeft(T1);
}

四、树的遍历(递归)

中序遍历:左-中-右

后序遍历:左-右-中(先遍历儿子)

前序遍历:中-左-右(先遍历祖先)

中序遍历:

void printTree(searchTree *T)
{
if(T != NULL)
{
printTree(T->left);
cout<< T->element << endl;
printTree(T->right);
}
}