二叉排序树(二叉查找树、二叉搜索树)(图解+完整代码) 目录 ⚽1.什么是二叉排序树 🏐2.构建二叉排序树 🏀3.二叉排序树的查找操作 🥎4.二叉排序树的删除 🎱5.完整代码 ⚽1.什么是二叉排序树 我们直接看它的性质: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它根结点的值。若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它根结点的值。它的左、右树又分为⼆叉排序树 显然,二叉排序树与二叉树一样,也是通过递归的形式定义的。因此,它的操作也都是基于递归的方式。 二叉排序树也叫二叉查找树、二叉搜索树,既然名字都不一般,那它显然和普通的二叉树不同。那到底有什么不同,它的特点或者优点在哪里呢?不妨,我们来构建一棵二叉树。 🏐2.构建二叉排序树 假设我们有以下数据,我们按从左到右的顺序来构建二叉排序树:
首先,将8作为根节点插入3,由于3小于8,作为8的左子树插入10,由于10大于8,作为8的右子树插入1,由于1小于8,进入左子树3,1又小于3,则1为3的左子树插入6,由于6小于8,进入左子树3,6又大于3,则6为3的右子树插入14,由于14大于8,进入右子树10,14又大于10,则14为10的右子树插入4,由于4小于8,进入左子树3,4又大于3,进入右子树6,4还小于6,则4为6的左子树插入7,由于7小于8,进入左子树3,7又大于3,进入右子树6,7还大于于6,则7为6的右子树插入13,由于13大于8,进入右子树10,又13大于10,进入右子树14,13小于14,则13为14的左子树 经过以上的逻辑,这棵二叉排序树构建完成。
我们可以看出: 只要左子树为空,就把小于父节点的数插入作为左子树只要右子树为空,就把大于父节点的数插入作为右子树如果不为空,就一直往下去搜索,直到找到合适的插入位置 了解了如何构建后,我们不禁要问,这有啥用呀?感觉没啥特别的地方呢?别急!我们马上揭晓! 我们对这棵二叉树进行中序遍历,看看会发生什么?你自己试一试! 没错,这棵二叉树中序遍历结果为:
根据以上思路,我们其实就可以写出代码了,构建的过程其实就是插入的过程: 🏀3.二叉排序树的查找操作 它既然也叫二叉查找树,那想必会非常方便我们查找吧!它的操作并不是把中序遍历的结果存入数组,然后在有序数组里查找,而是直接在树上查找。其操作与二分查找非常相似,我们来查找7试一试?(这里要说明以下:在正常的数据结构中,由于数据量很大,所以我们也不知道我们想要的素在不在里面;同时也不知道每个素具体是多少,只知道他们的大小关系。我们是在此基础上进行查找) 首先,访问根节点8根据性质,7比8小,所以如果7存在,那应该在8的左子树那边,访问8的左子树访问到了3,根据第2步的思想,访问3的右子树访问到了6,继续访问6的右子树访问到了7,刚好找到啦!
显然,它的效率会比在无序数组中挨着查找快多了吧!我们直接上代码。 🥎4.二叉排序树的删除 那么删除就稍微比查找与插入复杂一点,因为需要分类讨论了。 1.被删除结点为叶子结点 直接从二叉排序中删除即可,不会影响到其他结点。例如删去7:
2.被删除结点D仅有一个孩子 如果只有左孩子,没有右孩子,那么只需要把要删除结点的左孩子连接到要删除结点的父亲结点,然后删除D结点;如果只有右孩子,没有左孩子,那么只要将要删除结点D的右孩子连接到要删除结点D的父亲结点,然后删除D结点。 以D=14为例:它没有右孩子,只有左孩子。(先把10指向14的右指针移动,去指向13,然后再删除14)
再以D=10为例,它没有左孩子,只有右孩子。(先把8指向10的右指针移动,去指向14,然后再删除10)
3.被删除结点左右孩子都在 这种情况就要复杂很多了。但没有关系,依然会讲的很清楚。 我们先假设删除根节点8,看看会发生什么?
我们的目标依然是要保证删除结点8后,再次中序遍历它,仍不改变其升序的排列方式。 那么我们只有用7或者10来替换8原来的位置。 我们先看7来顶替位置
此时7从叶子结点“升迁”到了根节点(只是刚好要删除的结点为根节点,如果删除3,就替换3的位置) 我们再看10来顶替位置
这时候我们就应该会产生两个问题: 为什么是7或者10来替换8的位置? 显然,7与10是挨着8的,如果用其他素替换则会打扰其顺序。 那7和10怎么在二叉排序树中找到呢? 显然,7在8左子树的“最右边”,10在8右子树的“最左边”。根据二叉排序树的插入方式,比8小的素一定在左子树,而我们又要找到比8小的最大的数,这样才能保证他们俩在顺序上是挨着的,所以它又会在8的左子树的最右边。同理也可以找到10. 根据此方法,我们可以直接给出代码 🎱5.完整代码 本结就到这里啦,感谢你的支持!
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