二叉排序树

早过忘川 提交于 2019-12-05 05:01:56

二叉排序树的特点

  • 若左子树不空,则左子树所有结点值均小于根结点
  • 若右子树不空,则右子树所有结点值均大于根结点
  • 二叉树排序树的中序遍历结果即为元素的升序序列

插入操作(构造排序树)

Status InsertBST(BiTree *T,TElemType e)
{
    
    if((*T)==NULL)
    {
        (*T)=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
        (*T)->lchild=(*T)->rchild=NULL;
        (*T)->data=e;
        return TRUE;
    }
    if(e<(*T)->data)//小于根结点时,插入到左子树
        InsertBST(&(*T)->lchild, e);
    else//大于根结点时,插入到右子树
        InsertBST(&(*T)->rchild, e);
    return FALSE;
}

通过插入构造二叉排序的过程,就相当于递归方式先序遍历二叉树的过程;

查找

指针p返回指向元素所在结点的指针,指针f始终指向*p的双亲结点

Status SearchBST(BiTree T,TElemType key,BiTree f ,BiTree *p)
{
    if(!T)
    {
        *p=f;
         printf("查找失败\n");
        return FALSE;
    }
    else if(T->data==key)
    {
        *p=T;
        printf("查找成功\n");
        return TRUE;
    }
    else if(T->data>key)
        return SearchBST(T->lchild, key,T, p);
    else
        return SearchBST(T->rchild, key,T, p);
}

删除结点

所要删除的结点有三种情况

  • 该结点只有左子树
  • 该结点只有右子树
  • 该结点即有左子树又有右子树
//假设要删除结点10
第一种:
        100
       /    \
      10    200
     /
    8 
只需将结点8替换10,并释放10所在结点的存储空间即可

第二种:
        100
       /   \
      10   200
        \
        20
将右子树20重接到10的位置,并释放10所在结点的存储空间

第三种:
               100
              /   \
             10   200
            /  \
           4    20
          /  \
         3    7
             / \
            6   9
               /
              8
 
根据中序遍历的性质,8所在结点为9所在结点的“前驱”,对于上图,只需,10所在结点的指针域用9替换,结点8接到7的右子树;
如图所示
               100
              /   \
             9   200
            /  \
           4    20
          /  \
         3    7
             / \
            6   8
第三种情况的另外一种形式为
               100
              /   \
             10   200
            /  \
           4    20
          /  
         3   
 此时直接结点10用其左子树替换即可
 变为
               100
              /   \
             4   200
            /  \
           3    20  
Status DeleteBST(BiTree *T,TElemType key)
{
    if(!T)
        return FALSE;
    else
    {
        if(key==(*T)->data)
            return Delete(T);
        else if(key<(*T)->data)
            DeleteBST(&(*T)->lchild, key);
        else
            DeleteBST(&(*T)->rchild, key);
        return TRUE;
    }
   
}
Status Delete(BiTree *p)
{
    BiTree q,s;
    if(!(*p)->rchild)//右子树为空
    {
        q=(*p); (*p)=(*p)->lchild;free(q);
    }
    else if(!(*p)->lchild)//左子树为空
    {
        q=(*p);(*p)=(*p)->rchild;free(q);
    }
    else
    {
        q=(*p);s=(*p)->lchild;
        while(s->rchild)
        {
            q=s;s=s->rchild;
        }
        (*p)->data=s->data;
        if(q!=(*p))
            q->rchild=s->rchild;
        else
            q->lchild=s->lchild;
        free(s);
    }
    return TRUE;
}

完整代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef int Status;
typedef int TElemType;

typedef struct BiTNode
{
    TElemType data;
    struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;

//查找(指针p返回结点指针)
Status SearchBST(BiTree T,TElemType key,BiTree f ,BiTree *p)
{
    if(!T)
    {
        *p=f;
         printf("查找失败\n");
        return FALSE;
    }
    else if(T->data==key)
    {
        *p=T;
        printf("查找成功\n");
        return TRUE;
    }
    else if(T->data>key)
        return SearchBST(T->lchild, key,T, p);
    else
        return SearchBST(T->rchild, key,T, p);
}


//插入(不要输入相同元素)
Status InsertBST(BiTree *T,TElemType e)
{
    
    if((*T)==NULL)
    {
        (*T)=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));
        (*T)->lchild=(*T)->rchild=NULL;
        (*T)->data=e;
        return TRUE;
    }
    if(e<(*T)->data)
        InsertBST(&(*T)->lchild, e);
    else
        InsertBST(&(*T)->rchild, e);
    return FALSE;
}


//删除结点过程
Status Delete(BiTree *p)
{
    BiTree q,s;
    if(!(*p)->rchild)//右子树为空
    {
        q=(*p); (*p)=(*p)->lchild;free(q);
    }
    else if(!(*p)->lchild)//左子树为空
    {
        q=(*p);(*p)=(*p)->rchild;free(q);
    }
    else
    {
        q=(*p);s=(*p)->lchild;
        while(s->rchild)
        {
            q=s;s=s->rchild;
        }
        (*p)->data=s->data;
        if(q!=(*p))
            q->rchild=s->rchild;
        else
            q->lchild=s->lchild;
        free(s);
    }
    return TRUE;
}


//删除指定结点
Status DeleteBST(BiTree *T,TElemType key)
{
    if(!T)
        return FALSE;
    else
    {
        if(key==(*T)->data)
            return Delete(T);
        else if(key<(*T)->data)
            DeleteBST(&(*T)->lchild, key);
        else
            DeleteBST(&(*T)->rchild, key);
        return TRUE;
    }
   
}


//中序遍历输出
void InOrderTraverse(BiTree T)
{
    
    if (T)
    {
        InOrderTraverse(T->lchild);
        printf("%d ",T->data);
        InOrderTraverse(T->rchild);
    }
}
int main()
{
    printf("sfd\n");
    BiTree T = NULL,P=NULL;
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        int e;
        scanf("%d",&e);
        InsertBST(&T, e);
    }
    printf("中序遍历结果:");
    InOrderTraverse(T);
    printf("\n");
    printf("查找元素6的结果:");
    SearchBST(T, 6, NULL, &P);
    DeleteBST(&T, 5);
    printf("删除元素5的中序遍历结果:");
    InOrderTraverse(T);
    return 0;
}
/* 测试
5 4 3 2 1
中序遍历结果:1 2 3 4 5 
查找元素6的结果:查找失败
删除元素5的中序遍历结果:1 2 3 4
*/
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