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二叉搜索树是一类特殊的二叉树,它满足中序遍历得到的结果为序列的顺序排序的特点,在对数据排序、查找等方面有着非常重要用途。
二叉搜索树满足二叉树的所有性质,同时有着自身的特性。
- 中序遍历的结果为序列的顺序排序
- 节点的左子节点(以及左子树中所有元素)值小于节点的值;节点的右子节点(以及右子树中所有元素)值大于节点的值
- 从树根沿着左子树链数据依次减小,链的末尾为所有数据中的最小值
- 从树根沿着右子树链数据依次增大,链的末尾为所有数据中的最大值
- 查找和插入数据的平均时间复杂度为 O(log2n),在最坏情况(当二叉树退化成一条链时)下为O(n)。其中n为树中节点的数目
struct TreeNode{ int data; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode* parent; TreeNode(int d) : data(d), left(NULL), right(NULL), parent(NULL){}; }; //返回树中的最小元素节点 TreeNode* MinNode(TreeNode* root){ TreeNode* node = root; while (node->left){ node = node->left; } return node; } //返回树中最大元素节点 TreeNode* MaxNode(TreeNode* root){ TreeNode* node = root; while (node->right){ node = node->right; } return node; } //找出树中节点元素值等于给定值的节点 TreeNode* FindElement(TreeNode* root, int k){ TreeNode* node = root; while (node){ if (node->data == k){ return node; } else if (node->data < k){ node = node->left; } else{ node = node->right; } } return node; } //向树中插入新元素 TreeNode* InsertElement(TreeNode* root, int k){ TreeNode* node = root, *new_node; while (node){ if (k > node->data){ if (node->right == NULL){ new_node = new TreeNode(k); node->right = new_node; new_node->parent = node; break; } node = node->right; } else{ if (node->left == NULL){ new_node = new TreeNode(k); node->left = new_node; new_node->parent = node; break; } node = node->left; } } return new_node; } //删除树中的元素 void DeleteNode(TreeNode* node){ TreeNode* p = node->parent; if (p == NULL){ return; } if (!node->left && !node->right){ //没有子节点 if (p->left == node){ p->left = NULL; } else{ p->right = NULL; } delete node; } else if (node->left && !node->right){ //只有左子节点 if (p->left == node){ p->left = node->left; } else{ p->right = node->left; } node->left->parent = p; delete node; } else if (!node->left && node->right){ //只有右子节点 if (p->left == node){ p->left = node->right; } else{ p->right = node->right; } node->right->parent = p; delete node; } else{ //存在左右子节点: 先找到该节点的后继节点; 然后将该节点的内容替换为其后继节点的内容,再将后继节点删除 TreeNode* suc = Successor(node); node->data = suc->data; DeleteNode(suc); } } //返回节点node的前驱节点(在中序遍历二叉搜索树时) TreeNode* Predecessor(TreeNode* node){ TreeNode* pre = NULL; if (node->left){ //如果该节点存在左子树,则返回其左子树中的最大节点 return MaxNode(node->left); } else{ pre = node->parent; while (pre){//如果不存在左子树,则沿着父节点向上寻找,直到找到最低的一个祖先节点,使得node节点在该祖先节点的右子树上 if (pre->right == node){ return pre; } node = pre; pre = node->parent; } } return pre; } //返回节点的后继节点(在中序遍历二叉搜索树时) TreeNode* Successor(TreeNode* node){ TreeNode* succ = NULL; if (node->right){ //如果节点存在右子树,则返回右子树中的最小节点 return MinNode(node->right); } else{ succ = node->parent; while (succ){//如果节点不存在右子树,则沿着父节点向上查找,直到某个祖先节点使得该节点位于该祖先节点的左子树上 if (succ->left == node){ return succ; } node = succ; succ = node->parent; } } return succ; }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/gtarcoder/p/4704132.html