基本数据结构 —— 二叉搜索树(C++实现)
什么是二叉搜索树
二叉搜索树(英语:Binary Search Tree),(又:二叉搜索树,二叉排序树)它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树:
- 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;
- 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值;
- 它的左、右子树也分别为二叉搜索树。
二叉搜索树如何储存数值
如图所示:

所有的节点,都满足左子树上的所有节点都比自己的小,而右子树上的所有节点都比自己大这个条件。
二叉搜索树的操作
因为二叉搜索树的性质,二叉搜索树能够高效地进行如下操作:
- 插入一个数值;
- 查询是否包含某个数值;
- 删除某个数值
如果共有n个元素,那么平均每次操作需要O(logn)的时间。
接下来用C++来实现以上操作。首先定义节点结构体如下:
node* insert(node* p,int x)
{
if(!p)
{
auto q = new node(x);
return q;
}
else
{
if(x < p->val) p->lch = insert(p->lch,x);
else p->rch = insert(p->rch,x);
return p;
}
}
插入一个数值
如图所示:

node* insert(node* p,int x)
{
if(!p) //空树
{
auto q = new node(x);
return q;
}
else
{
if(x < p->val) p->lch = insert(p->lch,x);
else p->rch = insert(p->rch,x);
return p;
}
}
查询是否包含某个数值
如图所示:

bool find(node* p,int x)
{
if(!p) return false;
if(x == p->val) return true;
if(x < p->val) return find(p->lch,x);
else return find(p->rch,x);
}
删除某个数值
数值的删除比起之前提到的操作要稍微麻烦一些。例如,我们要删除数值15。如果删除了15所在的节点,那么它的两个儿子10和17就悬空了。于是,把11提到15所在的位置就可以解决问题。如图所示:

一般来说,需要根据下面几种情况分别进行处理:
- 需要删除的节点没有左儿子,那么就把右儿子提上去。
- 需要删除的节点的左儿子没有右儿子,那么就把左儿子提上去。
- 以上两种情况都不满足的话,就把左儿子的子孙中最大的节点提到需要删除的节点上。
node* remove(node* p,int x)
{
if(!p) return NULL;
if(x < p->val) p->lch = remove(p->lch,x);
else if(x > p->val) p->rch = remove(p->rch,x);
else
{
if(p->lch == NULL) //需要删除的节点没有左儿子
{
auto q = p->rch;
delete p;
return q;
}
else if(p->lch->rch == NULL) //需要删除的节点的左儿子没有右儿子
{
auto q = p->lch;
q->rch = p->rch;
delete p;
return q;
}
else
{
auto q = p->lch;
while(q->rch->rch != NULL) q = q->rch;
auto r = q->rch;
q->rch = r->lch;
r->lch = p->lch;
r->rch = p->rch;
delete p;
return r;
}
return p;
}
}
测试代码
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<queue>
using namespace std;
struct node{
int val;
node *lch,*rch;
node(int value): val(value),lch(NULL),rch(NULL){ }
};
node* insert(node* p,int x)
{
if(!p)
{
auto q = new node(x);
return q;
}
else
{
if(x < p->val) p->lch = insert(p->lch,x);
else p->rch = insert(p->rch,x);
return p;
}
}
bool find(node* p,int x)
{
if(!p) return false;
if(x == p->val) return true;
if(x < p->val) return find(p->lch,x);
else return find(p->rch,x);
}
node* remove(node* p,int x)
{
if(!p) return NULL;
if(x < p->val) p->lch = remove(p->lch,x);
else if(x > p->val) p->rch = remove(p->rch,x);
else
{
if(p->lch == NULL) //需要删除的节点没有左儿子
{
auto q = p->rch;
delete p;
return q;
}
else if(p->lch->rch == NULL) //需要删除的节点的左儿子没有右儿子
{
auto q = p->lch;
q->rch = p->rch;
delete p;
return q;
}
else
{
auto q = p->lch;
while(q->rch->rch != NULL) q = q->rch;
auto r = q->rch;
q->rch = r->lch;
r->lch = p->lch;
r->rch = p->rch;
delete p;
return r;
}
return p;
}
}
void printTree(node* root)
{
queue<node*> q;
q.push(root);
while(!q.empty())
{
auto p = q.front();q.pop();
if(p)
{
cout << p->val << " ";
q.push(p->lch);
q.push(p->rch);
}
}
cout << endl;
}
int main() {
node* root = insert(NULL,7);
insert(root,2);
insert(root,15);
insert(root,1);
insert(root,5);
insert(root,10);
insert(root,17);
insert(root,4);
insert(root,6);
insert(root,8);
insert(root,11);
insert(root,16);
insert(root,19);
if(find(root,15)) cout << "find 15" << endl;
else cout << "can not find 15" << endl;
if(find(root,3)) cout << "find 3" << endl;
else cout << "can not find 3" << endl;
printTree(root);
remove(root,15);
printTree(root);
return 0;
};
结果:

参考资料
- 《挑战程序设计竞赛》人民邮电出版社
- 二叉搜索树_百度百科
基本数据结构 —— 二叉搜索树(C++实现)的更多相关文章
- 数据结构-二叉搜索树(BST binary search tree)
本文由@呆代待殆原创,转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/coffeeSS/ 二叉搜索树简介 顾名思义,二叉搜索树是以一棵二叉树来组织的,这样的一棵树可以用一个链表数据结构来 ...
- 数据结构-二叉搜索树的js实现
一.树的相关概念 1.基本概念 子树 一个子树由一个节点和它的后代构成. 节点的度 节点所拥有的子树的个数. 树的度 树中各节点度的最大值 节点的深度 节点的深度等于祖先节点的数量 树的高度 树的高度 ...
- 数据结构☞二叉搜索树BST
二叉查找树(Binary Search Tree),(又:二叉搜索树,二叉排序树)它可以是一棵空树,也可以是具有下列性质的二叉树: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值: 若它 ...
- 数据结构---二叉搜索树BST实现
1. 二叉查找树 二叉查找树(Binary Search Tree),也称为二叉搜索树.有序二叉树(ordered binary tree)或排序二叉树(sorted binary tree),是指一 ...
- 数据结构-二叉搜索树和二叉树排序算法(python实现)
今天我们要介绍的是一种特殊的二叉树--二叉搜索树,同时我们也会讲到一种排序算法--二叉树排序算法.这两者之间有什么联系呢,我们一起来看一下吧. 开始之前呢,我们先来介绍一下如何创建一颗二叉搜索树. 假 ...
- 数据结构 - 二叉搜索树封装 C++
二叉搜索树封装代码 #pragma once #include <iostream> using namespace std; template<class T>class T ...
- Java数据结构——二叉搜索树
定义二叉查找树(Binary Search Tree),(又:二叉搜索树,二叉排序树)它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值: 若 ...
- 数据结构——二叉搜索树(Binary Search Tree)
二叉树(Binary Tree)的基础下 每个父节点下 左节点小,右节点大. 节点的插入: 若root==NULL则root=newnode 否则不断与节点值比较,较小则向左比较,较大则向右比较. 完 ...
- 数据结构-二叉搜索树Java实现
1,Node.java 生成基础二叉树的结构 package com.cnblogs.mufasa.searchTree; /** * 节点配置父+左+右 */ public class Node{ ...
随机推荐
- 啥是MD5?
啥是MD5加密呢?为啥要使用MD5这种非对称的加密方式呢? 本文将通过漫画的形式来通俗易懂的讲述什么是MD5加密算法(Message Digest Algorithm MD5(中文名为消息摘要算法第五 ...
- docker私服搭建nexus3
docker私服搭建有官方的registry镜像,也有改版后的NexusOss3.x,因为maven的原因搭建了nexus,所以一并将docker私服也搭建到nexus上. nexus的安装过程就单独 ...
- mysql 从 frm 文件恢复 table 表结构的3种方法
mysql 正常运行的时候,查看 table 的结构并不是困难的事. 但是有时 mysql 发生故障,这种方法便不再可行. 当遇到故障,通常使用新的 mysql 实例来恢复当前的数据. 建表是非常重要 ...
- 拒绝滥用golang defer机制
原文链接 : http://www.bugclosed.com/post/17 defer机制 go语言中的defer提供了在函数返回前执行操作的机制,在需要资源回收的场景非常方便易用(比如文件关闭, ...
- TCP协议数据包及攻击分析
TCP/IP协议栈中一些报文的含义和作用 URG: Urget pointer is valid (紧急指针字段值有效) SYN: 表示建立连接 FIN: 表示关闭连接 ACK: 表示响应 PSH: ...
- jenkins设置定时任务
每次都手动的构建项目显然不够方便,有时候需要定时地执行自动化测试脚本.例如,每天晚上定时执行 pjenkins.py 文件来运行自动化测试项目. 设置定时任务 前面已经创建的 “python test ...
- pairwork(黄敬博12061156和黄伟龙12061172)
结对编程: 结对编程的优缺点: 优点: 1.相互督促,共同为了完成目标而努力: 2.节省时间,通过将疑难问题分开解决,共同讨论,实现了更高效的时间利用率: 3.能力互补,提高代码的质量,同时也提高了测 ...
- Daily Scrum 11.14
姓名 今日任务 黄新越 按照热度排序->产生柱状图 刘垚鹏 总体代码架构整合 王骜 总体代码架构整合 林旭鹏 优化整体UI布局 安康 优化整体UI布局 黄伟龙 预先合作编写测试用例 马佐霖 预先 ...
- Daily Scrum (2015/10/29)
今天晚上我们学霸项目的三个小组在一起开会,讨论如何能在后期使我们三个项目更好地结合在一起.为了三个小组的能够同时工作,不出现某一小组因需要其他小组成果而停滞的情况,我们决定围绕lucene,solr, ...
- spring冲刺第四天
昨天进行了地图的初步编写,但是存在BUG. 今天上网查找了错误的原因,改进了源代码,使程序可以执行. 遇到的问题;感觉地图界面太简单,需要作出更多的场景,这就需要不断的完善.