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二叉排序树

二叉排序树又称二叉查找树,它是一种对排序和查找都非常实用的特殊二叉树。

定义:

(1)若它的左子树不为空,则左子树上的全部结点的值均小于它的根结点的值;

(2)若它的右子树不为空,则右子树上全部结点的值均小于它的根结点上的值。

(3)它的左右子树本身也分别为二叉排序树。

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通过中序排列我们发现中序遍历的结果是结点的值是由低到高的。

二叉排序树的二叉链表存储表示

typedef struct{
  keyType key;
  InfoType other info;
}ElemType。
typedef struct BSTNode
{
 ElemType data;
 struct BSTNode *lchild,*rchild;

}BSTNode。*BSTreet;

二叉排序树的查找

二叉排序树的 查找依旧沿用前面介绍的顺序查找和折半查找。

递归查找

(1)若二叉排序树为空。则查找失败,则返回空指针。

(2)若二叉排序树非空。将给定值key与根结点的keywordT->data.Key进行比較:

  1. 若key等于T->data.key,则查找成功,返回根结点地址;

  2. 若key小于T->data.key,则进一步查找左子树。

  3. 若key大于T->data.key,则进一步查找右子树。

算法描写叙述

     BSTree SearchBST(BSTree T,KeyType key)
     {
            //在根指针T所指二叉排序树种递归地查找某个keyword等于key的数据元素
            //若查找成功。则返回指向该数据元素结点的指针,否则返回空指针

            if((!T)||key==T->data.key) return T;    //查找结束
            else if(key<T->data.key) return SearchBST(T->child,key);//在左子树上继续查找
        else return SearchBST(T->child,key);//在右子树上继续查找
    }

二叉排序的插入

(1)若二叉排序树为空,则待插入结点*S作为根结点插入到空树中。

(2)若二叉排序树非空,则将key与根结点的keywordT->data.Key进行比較:

  1. 若key等于T->data.key,则停止插入。

  2. 若key小于T->data.key,则将*S插入左子树;

  3. 若key大于T->data.key,。则将*S插入右子树。

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    /*  当二叉排序树T中不存在keyword等于key的数据元素时, */
    /*  插入key并返回TRUE,否则返回FALSE */
    Status InsertBST(BiTree *T, int key) 
    {  
        BiTree p,s;
    if (!SearchBST(*T, key, NULL, &p)) /* 查找不成功 */
    {
        s = (BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
        s->data = http://www.mamicode.com/key;  >

二叉排序树的创建

二叉排序树的创建是从空的二叉排序树開始,每输入一个结点,经过查找操作。将新结点插入到当前二叉排序树的合适位置。

(1)将二叉排序树T初始化为空树

(2)读入一个keyword为key的结点,将此结点插入二叉排序树T中。

(3)反复操作,直至读入的keywordkey是输入结束标志。

Void CreatBST(BSTree &T)
{
T=NULL;
cin>>e;
while(e.key!=ENDFLAG)
{
 InsertBST(T,e);
 cin>>e;
}
}

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注意:不同的的插入次序的序列生成不同形态的二叉排序树

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二叉排序树的删除

在二叉排序树中删除一个结点,这是二叉排序树中最有深度的操作。

主要分三种操作:

  1. 若*p结点为叶子结点,即PL(左子树)和PR(右子树)均为空树。因为删去叶子结点不破坏整棵树的结构。则仅仅需改动其双亲结点的指针就可以。

  2. 若*p结点仅仅有左子树PL或右子树PR,此时仅仅要令PL或PR直接成为其双亲结点*f的左子树(当*p是左子树)或右子树(当*p是右子树)就可以。作此改动也不破坏二叉排序树的特性。

  3. 若*p结点的左子树和右子树均不空。在删去*p之后。为保持其他元素之间的相对位置不变。可按中序遍历保持有序进行调整。比較好的做法是,找到*p的直接前驱(或直接后继)*s。用*s来替换结点*p。然后再删除结点*s。
    /* 若二叉排序树T中存在keyword等于key的数据元素时,则删除该数据元素结点, */
    /* 并返回TRUE。否则返回FALSE。 */

    Status DeleteBST(BiTree *T,int key)
    { 
            if(!*T) /* 不存在keyword等于key的数据元素 */ 
    return FALSE;
    else
        {
    if (key==(*T)->data) /* 找到keyword等于key的数据元素 */ 
        return Delete(T);
    else if (key<(*T)->data)
        return DeleteBST(&(*T)->lchild,key);
    else
        return DeleteBST(&(*T)->rchild,key);
    
    }
    }
    
    /* 从二叉排序树中删除结点p,并重接它的左或右子树。 */
    Status Delete(BiTree *p)
    {
    BiTree q,s;
    if((*p)->rchild==NULL) /* 右子树空则仅仅需重接它的左子树(待删结点是叶子也走此分支) */
    {
    q=*p; *p=(*p)->lchild; free(q);
    }
    else if((*p)->lchild==NULL) /* 仅仅需重接它的右子树 */
    {
        q=*p; *p=(*p)->rchild; free(q);
    }
    else /* 左右子树均不空 */
    {
    q=*p; s=(*p)->lchild;
    while(s->rchild) /* 转左。然后向右到尽头(找待删结点的前驱) */
    {
        q=s;
        s=s->rchild;
    }
    (*p)->data=http://www.mamicode.com/s->data; /*  s指向被删结点的直接前驱(将被删结点前驱的值代替被删结点的值) */>

性能分析

二叉排序树的查找长度与二叉树的形态有关,即

最好:log2n(形态均匀,与二分查找的判定树类似)

最坏:(n+1)/2(单支数)

改善:

所以为了改善查找效率就引入我们接下来要学习的一种更优良的树—-平衡二叉树

<script type="text/javascript"> $(function () { $(‘pre.prettyprint code‘).each(function () { var lines = $(this).text().split(‘\n‘).length; var $numbering = $(‘
    ‘).addClass(‘pre-numbering‘).hide(); $(this).addClass(‘has-numbering‘).parent().append($numbering); for (i = 1; i <= lines; i++) { $numbering.append($(‘
  • ‘).text(i)); }; $numbering.fadeIn(1700); }); }); </script>

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