【校招VIP】数据结构与算法---二叉排序树

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【校招VIP】数据结构与算法---二叉排序树

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1.二叉排序树的定义
  二叉排序树(Binary Sort Tree)又称二叉查找(搜索)树(Binary Search Tree)。其定义为:二叉排序树或者是空树,或者是满足如下性质的二叉树:
①若它的左子树非空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值;
②若它的右子树非空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值;
③左、右子树本身又各是一棵二叉排序树。
  上述性质简称二叉排序树性质(BST性质),故二叉排序树实际上是满足BST性质的二叉树。

2.二叉排序树的性质
按中序遍历二叉排序树,所得到的中序遍历序列是一个递增有序序列。

3.二叉排序树的插入
在二叉排序树中插入新结点,要保证插入后的二叉树仍符合二叉排序树的定义。   
插入过程:
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;   
当非空时,将待插结点关键字S->key和树根关键字t->key进行比较,若s->key = t->key,则无须插入,若s->key< t->key,则插入到根的左子树中,若s->key> t->key,则插入到根的右子树中。而子树中的插入过程和在树中的插入过程相同,如此进行下去,直到把结点*s作为一个新的树叶插入到二叉排序树中,或者直到发现树已有相同关键字的结点为止。

4.二叉排序树的查找
假定二叉排序树的根结点指针为 root ,给定的关键字值为 K ,则查找算法可描述为:
  ① 置初值: q = root ;
  ② 如果 K = q ->data,则查找成功,算法结束;
  ③ 否则,如果 K < q ->data,而且 q 的左子树非空,则将 q 的左子树根送 q ,转步骤②;否则,查找失败,结束算法;
  ④ 否则,如果 K > q ->data ,而且 q 的右子树非空,则将 q 的右子树根送 q ,转步骤②;否则,查找失败,算法结束。

5.二叉排序树的删除
假设被删结点是*p,其双亲是*f,不失一般性,设*p是*f的左孩子,下面分三种情况讨论:   
⑴ 若结点*p是叶子结点,则只需修改其双亲结点*f的指针即可。   
⑵ 若结点*p只有左子树PL或者只有右子树PR,则只要使PL或PR 成为其双亲结点的左子树即可。   
⑶ 若结点*p的左、右子树均非空,先找到*p的中序前趋(或后继)结点*s(注意*s是*p的左子树中的最右下的结点,它的右链域为空),然后有两种做法:① 令*p的左子树直接链到*p的双亲结点*f的左链上,而*p的右子树链到*p的中序前趋结点*s的右链上。② 以*p的中序前趋结点*s代替*p(即把*s的数据复制到*p中),将*s的左子树链到*s的双亲结点*q的左(或右)链上。

#include<iostream>
using namespace std;

struct bitree
{
int data;
struct bitree * lchild,*rchild;
};

typedef struct bitree bst_tree;
bst_tree *bst_insert(bst_tree *root, int value);

/*查找,找到返回1,否则,返回0*/
int bst_search(bst_tree *root, int value);

/*删除节点值为value的节点,成功返回1,否则,返回0*/
int bst_delete(bst_tree *root, int value);

/*中序输出bst树*/
void bst_print(bst_tree *root);

int main()
{
int a[12] = {5,4,2,8,7,1,9,3,6,10,11,12};
int i=0;
bst_tree *root=NULL;
for(i=0; i<12; i++)
root = bst_insert(root, a[i]);
//bst_delete(root, 5);
bst_print(root);
printf("\n%d %d\n", root->data, bst_search(root,13));
system("pause");
return 0;

}

bst_tree *bst_insert(bst_tree *root, int value)
{
bst_tree *parent, *node, *child;
/*树为空,创建根节点*/
if(root == NULL)
{
root = (bst_tree *)malloc(sizeof(bst_tree));
root->data = value;
root->lchild = NULL;
root->rchild = NULL;
return root;
}

parent=root;
node=root;
while(node != NULL)
{
/*待插入数据已经存在,则返回*/
if(node->data == value)
return root;
else
{
parent = node;
/*若小于节点的值,则查看节点的左孩子,否则,查看右孩子*/
if(node->data < value)
node = node->rchild;
else
node = node->lchild;
}
}

child = (bst_tree *)malloc(sizeof(bst_tree));
child->data = value;
child->lchild = NULL;
child->rchild = NULL;

if(value > parent->data)
parent->rchild = child;
else
parent->lchild = child;
return root;


}

int bst_search(bst_tree *root, int value)
{
bst_tree *p;
p = root;
if(p==NULL) return 0;
if(p->data==value) return 1;

if(p->data>value)
bst_search(p->lchild,value);
else
bst_search(p->rchild,value);
};

void bst_print(bst_tree *root)
{
if(root==NULL) return;
bst_print(root->lchild);
printf("%d ",root->data);
bst_print(root->rchild);
}
/*删除节点值为value的节点*/
int bst_delete(bst_tree *root, datatype value)
{
bst_tree *p, *pre=NULL, *mid;

p = root;
if(root == NULL)
return 0;

/*找到该节点*/
while((p != NULL) && (p->key != value))
{
pre = p;
if(p->key < value)
{
p = p->right;
}
else
p = p->left;
}
if(p == NULL)
return 0;
/*至少有一个子节点为空*/
if( (p->left == NULL) || (p->right == NULL) )
{
if( pre->left == p )
{
pre->left = ( (p->left == NULL) ? p->right : p->left );
}
else
pre->right = ( (p->left == NULL) ? p->right : p->left );

free(p); /*释放节点*/
}
else
{
/*删除的节点有2个子女*/
mid = p->right;
pre = p;
/*寻找中序的第一个节点*/
while(mid->left != NULL)
{
pre = mid;
mid = mid->left;
}
/*移花接木,直接赋值,避免交换节点*/
p->key = mid->key;

/*将mid节点的子节点作为pre的子节点,并将mid所指向的节点删除*/
if(pre->right == mid)
pre->right = mid->right;
else
pre->left = mid->right;
free(mid);
}
return 1;
}
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