# -*- coding: utf-8 -*-

class BSTNode(object):
def __init__(self, key, value, left=None, right=None):
self.key, self.value, self.left, self.right = key, value, left, right class BST(object):
def __init__(self, root=None):
self.root = root @classmethod
def build_from(cls, node_list):
cls.size = 0
key_to_node_dict = {}
for node_dict in node_list:
key = node_dict['key']
key_to_node_dict[key] = BSTNode(key, value=key) for node_dict in node_list:
key = node_dict['key']
node = key_to_node_dict[key]
if node_dict['is_root']:
root = node
node.left = key_to_node_dict.get(node_dict['left'])
node.right = key_to_node_dict.get(node_dict['right'])
cls.size += 1
return cls(root) def _bst_search(self, subtree, key):
if subtree is None: # 没找到
return None
elif key < subtree.key:
return self._bst_search(subtree.left, key)
elif key > subtree.key:
return self._bst_search(subtree.right, key)
else:
return subtree def __contains__(self, key):
"""实现 in 操作符"""
return self._bst_search(self.root, key) is not None def get(self, key, default=None):
node = self._bst_search(self.root, key)
if node is None:
return default
else:
return node.value def _bst_min_node(self, subtree):
if subtree is None:
return None
elif subtree.left is None: # 找到左子树的头
return subtree
else:
return self._bst_min_node(subtree.left) def bst_min(self):
node = self._bst_min_node(self.root)
return node.value if node else None def _bst_insert(self, subtree, key, value):
""" 插入并且返回根节点 :param subtree:
:param key:
:param value:
"""
if subtree is None: # 插入的节点一定是根节点,包括 root 为空的情况
subtree = BSTNode(key, value)
elif key < subtree.key:
subtree.left = self._bst_insert(subtree.left, key, value)
elif key > subtree.key:
subtree.right = self._bst_insert(subtree.right, key, value)
return subtree def add(self, key, value):
node = self._bst_search(self.root, key)
if node is not None: # 更新已经存在的 key
node.value = value
return False
else:
self.root = self._bst_insert(self.root, key, value)
self.size += 1
return True def _bst_remove(self, subtree, key):
"""删除节点并返回根节点"""
if subtree is None:
return None
elif key < subtree.key:
subtree.left = self._bst_remove(subtree.left, key)
return subtree
elif key > subtree.key:
subtree.right = self._bst_remove(subtree.right, key)
return subtree
else:
if subtree.left is None and subtree.right is None:
return None
elif subtree.left is None or subtree.right is None:
if subtree.left is not None:
return subtree.left
else:
return subtree.right
else:
successor_node = self._bst_min_node(subtree.right)
subtree.key, subtree.value = successor_node.key, successor_node.value
subtree.right = self._bst_remove(subtree.right, successor_node.key)
return subtree def remove(self, key):
assert key in self
self.size -= 1
return self._bst_remove(self.root, key) NODE_LIST = [
{'key': 60, 'left': 12, 'right': 90, 'is_root': True},
{'key': 12, 'left': 4, 'right': 41, 'is_root': False},
{'key': 4, 'left': 1, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 1, 'left': None, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 41, 'left': 29, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 29, 'left': 23, 'right': 37, 'is_root': False},
{'key': 23, 'left': None, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 37, 'left': None, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 90, 'left': 71, 'right': 100, 'is_root': False},
{'key': 71, 'left': None, 'right': 84, 'is_root': False},
{'key': 100, 'left': None, 'right': None, 'is_root': False},
{'key': 84, 'left': None, 'right': None, 'is_root': False},
] def test_bst_tree():
bst = BST.build_from(NODE_LIST)
for node_dict in NODE_LIST:
key = node_dict['key']
assert bst.get(key) == key
assert bst.size == len(NODE_LIST)
assert bst.get(-1) is None assert bst.bst_min() == 1 bst.add(0, 0)
assert bst.bst_min() == 0 bst.remove(12)
assert bst.get(12) is None bst.remove(1)
assert bst.get(1) is None bst.remove(29)
assert bst.get(29) is None

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