#ifndef SEARCHBITREE_H
#define SEARCHBITREE_H
#include <iostream>

//定义二叉树结点结构
typedef struct BiNode{
	int data;
	struct BiNode *lchild;
	struct BiNode *rchild;
	BiNode(int value):data(value),lchild(NULL),rchild(NULL){}
}*BiTree;

//二叉查找树查找算法,如果不存在则返回false,存在则返回ture
bool SearchValue(BiTree root,int value){
	while(root!=NULL){
		if(root->data==value)
			return true;
		else if(root->data>value)
			root=root->lchild;
		else root=root->rchild;
	}
	return false;
}
//二叉查找树插入算法（建立二叉树算法）
void InsertSearchTree(BiTree &root,int value){
	//如果为空树，则插入
	if(root==NULL){
		root=new BiNode(value);
	}else{
		//根节点值大于插入值，则插入左子树
		if(root->data>value)
			InsertSearchTree(root->lchild,value);
		else
			//插入右子树
			InsertSearchTree(root->rchild,value);	
	}
}

//中序遍历二叉查找树，得到的是一个有序序列
void InorderTraverse(BiTree root){
	if(root!=NULL){
		InorderTraverse(root->lchild);
		std::cout<<root->data<<" ";
		InorderTraverse(root->rchild);
	}
}

//获得二叉查找树最大值,如果为空树，则返回-1
int FindMax(BiTree root){
	if(root==NULL)
		return -1;
	while(root->rchild!=NULL){
		root=root->rchild;
	}
	return root->data;
}

//获得二叉查找树最小值,如果为空树，则返回-1
int FindMin(BiTree root){
	if(root==NULL)
		return -1;
	while(root->lchild!=NULL){
		root=root->lchild;
	}
	return root->data;
}

//得到待删除结点的父节点和本身结点指针
void findPostion(BiTree root, int deleteValue, BiTree& deleteNode,BiTree& parentNode){  
		deleteNode=root;
		while(deleteNode!=NULL){
			if(deleteNode->data==deleteValue){
					return;
			}else if(deleteNode->data>deleteValue){
				parentNode=deleteNode;
				deleteNode=deleteNode->lchild;
			}else{
				parentNode=deleteNode;
				deleteNode=deleteNode->rchild;
			}
		}
}   
//二叉查找树删除算法
void DeleteSearchTree(BiTree &root,int deleteValue){
	BiTree deleteNode=NULL,parentNode=NULL;
	//得到待删除结点的指针和指向父节点的指针
	findPostion(root,deleteValue,deleteNode,parentNode);
	//std::cout<<parentNode->data<<" "<<deleteNode->data<<std::endl;
	//待删除结点是叶子结点（特殊情况只有一个根节点，需要特殊处理）
	if(deleteNode->lchild==NULL && deleteNode->rchild==NULL){
		if(deleteNode=parentNode->lchild)
			parentNode->lchild=NULL;
		else if(deleteNode=parentNode->rchild)
			parentNode->rchild=NULL;
		else
			//删除的是根节点
			parentNode=NULL;
		delete deleteNode;
	}else if(deleteNode->lchild==NULL && deleteNode->rchild!=NULL){ //待删除结点只有右子树
		if(root->data==deleteNode->data)//删除的是根节点
			root=deleteNode->rchild;
		else{
			if(deleteNode==parentNode->lchild)
				parentNode->lchild=deleteNode->rchild;
			else
				parentNode->rchild=deleteNode->rchild;
		
		}
		delete deleteNode;
	}else if(deleteNode->lchild!=NULL && deleteNode->rchild==NULL){ //待删除结点只有左子树
		if(root->data==deleteNode->data)//删除的是根节点
			root=deleteNode->rchild;
		else{
			if(deleteNode==parentNode->lchild)
				parentNode->lchild=deleteNode->lchild;
			else
				parentNode->rchild=deleteNode->lchild;	
		}
		delete deleteNode;
	}else{  //待删除结点既有左子树又有右子树
		BiTree temp = deleteNode->lchild;  
        BiTree tempParent = deleteNode;  
		//找到待删除结点的直接前驱
        while(temp->rchild != NULL){  
            tempParent = temp;  
            temp = temp->rchild;  
        }  
		//交换待删除结点和其前驱结点的值
        deleteNode->data = temp->data;  
		//此处有两种情况需要考虑，具体自己画图分析
		if(tempParent->lchild == temp){  
            tempParent->lchild = temp->lchild;    
        }else{  
            tempParent->rchild = temp->lchild;  
        }  
		delete temp;
	}
}
#endif

#include<iostream>
#include "searchBiTree.h"
using namespace std;
int main(){
	BiTree root=NULL;
	int value[]={15,5,16,3,12,20,10,13,18,23,6,7};
	//插入建立二叉查找树
	for(int i=0;i<12;i++){
		InsertSearchTree(root,value[i]);
	}
	//中序遍历二叉查找树，得到有序序列
	cout<<"中序遍历二叉查找树: ";
	InorderTraverse(root);
	cout<<endl;
	//获得二叉查找树最大值
	cout<<"二叉查找树最大值: "<<FindMax(root)<<endl;
	//获得二叉查找树最小值
	cout<<"二叉查找树最大值: "<<FindMin(root)<<endl;
	//二叉查找树查找算法
	cout<<"查找11: "<<boolalpha<<SearchValue(root,11)<<endl;
	cout<<"查找12: "<<SearchValue(root,12)<<endl;
	//二叉查找树删除算法
	cout<<"删除结点12后输出: ";
	DeleteSearchTree(root,12);
	InorderTraverse(root);
	return 0;
}

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