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图解二叉搜索树

图解二叉搜索树

gitee代码:https://gitee.com/WangZihao64/data-structure-and-algorithm/tree/master/BST

一、概念

二叉搜索树又称二叉排序树,它或者是一棵空树,或者是具有以下性质的二叉树:

  • 若它的左子树不为空,则左子树上所有节点的值都小于根节点的值
  • 若它的右子树不为空,则右子树上所有节点的值都大于根节点的值
  • 它的左右子树也分别为二叉搜索树

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二、查找

从根开始比较,查找,比根大则往右边走查找,比根小则往左边走查找

最多查找高度次,走到到空,还没找到,这个值不存在

bool Find(const K& val){Node* cur=_root;while(cur){if(cur->_val>val){cur=cur->_left;}else if(cur->_val<val){cur=cur->_right;}else{return true;}}return false;}

三、插入

树为空,则直接新增节点,赋值给root指针

树不空,按二叉搜索树性质查找插入位置,插入新节点

//插入可能失败,因为我们不能插入相同的值bool Insert(const K& val){//头插if(_root== nullptr){_root=new Node(val);return true;}Node* cur=_root;//左子树所有值小于其根节点的值//右子树所有值大于其根节点的值//记录前一个节点Node* prev= nullptr;while(cur){if(cur->_val<val){prev=cur;cur=cur->_right;}else if(cur->_val>val){prev=cur;cur=cur->_left;}//值相同else{return false;}}cur=new Node(val);if(val>prev->_val){prev->_right=cur;}else{prev->_left=cur;}return true;}

四、删除

首先查找元素是否在二叉搜索树中,如果不存在,则返回, 否则要删除的结点可能分下面四种情
况:

1.要删除的结点无孩子结点

2.要删除的结点只有左孩子结点

3.要删除的结点只有右孩子结点

4.要删除的结点有左、右孩子结点

在处理上我们的情况1可以和情况2,3合并起来,所以这里着重理解2,3,4这三种情况

首先第2种情况我们可以看作删除14

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14这个结点只有左孩子,我们只需要让10这个结点的右孩子指向14的左孩子即可,第3种情况的处理方法和第2种是一样的(也包括第一种),如果是这样的一棵树,并且我们需要删除头节点,就需要单独处理

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bool Erase(const K& val){Node* cur=_root;Node* parent=_root;while(cur){if(cur->_val>val){parent=cur;cur=cur->_left;}else if(cur->_val<val){parent=cur;cur=cur->_right;}//找到了对应的valueelse{//有一个为空,如果是根节点需要单独处理if(cur->_left== nullptr){if(_root==cur){_root=cur->_right;}else{if(parent->_left==cur){parent->_left=cur->_right;}else{parent->_right=cur->_right;}}delete cur;}else if(cur->_right== nullptr){if(_root==cur){_root=cur->_left;}else{if(parent->_left==cur){parent->_left=cur->_left;}else{parent->_right=cur->_left;}}delete cur;}//左右都不为空,下面处理else{}return true;}}return false;}

情况4(左右结点都不为空)

我们需要找左子树的最大结点或者找右子树的最小结点(这里找右子树的最小结点)

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/2种方案: 1.左子树中找最大的,即找到左子树然后一直向右查找(因为右子树一定比根大)//2.右子树中找最小的,即找到右子树然后一直向左查找(因为左子树一定比根小)//这里采用从右子树中找最小的Node* minright=cur->_right;Node* prev=cur;while(minright->_left){prev=minright;minright=minright->_left;}swap(cur->_val,minright->_val);if(prev->_left==minright){prev->_left=minright->_right;}else{prev->_right=minright->_right;}delete minright;