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http://blog.chinaunix.net/uid-22663647-id-1771796.html 1.二叉排序树的定义 二叉排序树(Binary
Sort Tree)又称二叉查找(搜索)树(Binary Search Tree)。其定义为:二叉排序树或者是空树,或者是满足如下性质的二叉树:
①若它的左子树非空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值;②若它的右子树非空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值;③左、右子树本身又各是一棵二叉排序树。
上述性质简称二叉排序树性质(BST性质),故二叉排序树实际上是满足BST性质的二叉树。2.二叉排序树的性质
按中序遍历二叉排序树,所得到的中序遍历序列是一个递增有序序列。3.二叉排序树的插入 在二叉排序树中插入新结点,要保证插入后的二叉树仍符合二叉排序树的定义。
插入过程: 若二叉排序树为空,则待插入结点*S作为根结点插入到空树中;
当非空时,将待插结点关键字S->key和树根关键字t->key进行比较,若s->key =
t->key,则无须插入,若s->key< t->key,则插入到根的左子树中,若s->key>
t->key,则插入到根的右子树中。而子树中的插入过程和在树中的插入过程相同,如此进行下去,直到把结点*s作为一个新的树叶插入到二叉排序树中,或者直到发现树已有相同关键字的结点为止。
4.二叉排序树的查找 假定二叉排序树的根结点指针为 root ,给定的关键字值为 K ,则查找算法可描述为: ① 置初值: q = root ; ②
如果 K = q -> key ,则查找成功,算法结束; ③ 否则,如果 K < q -> key ,而且 q 的左子树非空,则将 q 的左子树根送 q
,转步骤②;否则,查找失败,结束算法; ④ 否则,如果 K > q -> key ,而且 q 的右子树非空,则将 q 的右子树根送 q
,转步骤②;否则,查找失败,算法结束。5.二叉排序树的删除 假设被删结点是*p,其双亲是*f,不失一般性,设*p是*f的左孩子,下面分三种情况讨论:
⑴ 若结点*p是叶子结点,则只需修改其双亲结点*f的指针即可。 ⑵ 若结点*p只有左子树PL或者只有右子树PR,则只要使PL或PR
成为其双亲结点的左子树即可。 ⑶
若结点*p的左、右子树均非空,先找到*p的中序前趋(或后继)结点*s(注意*s是*p的左子树中的最右下的结点,它的右链域为空),然后有两种做法:①
令*p的左子树直接链到*p的双亲结点*f的左链上,而*p的右子树链到*p的中序前趋结点*s的右链上。②
以*p的中序前趋结点*s代替*p(即把*s的数据复制到*p中),将*s的左子树链到*s的双亲结点*q的左(或右)链上。 代码实现:
bi_search_tree.h #ifndef __BI_SEARCH_TREE_H__ #define __BI_SEARCH_TREE_H__ /*
*说明:定义了二叉查找树的相关数据结构和几个基本操作 *作者:leaf *时间:2010-09-08 15:55:37 */ typedef int
datatype; struct bi_search_tree { datatype key; struct bi_search_tree
*left,*right; }; typedef struct bi_search_tree bst_tree; /*插入操作,value是待插入的值*/
bst_tree *bst_insert(bst_tree *root, datatype value); /*查找,找到返回1,否则,返回0*/ int
bst_search(bst_tree *root, datatype value); /*删除节点值为value的节点,成功返回1,否则,返回0*/ int
bst_delete(bst_tree *root, datatype value); /*中序输出bst树*/void bst_print(bst_tree
*root); #endif bi_search_tree.c #include #include #include
"bi_search_tree.h" /*插入操作,value是待插入的值*/bst_tree *bst_insert(bst_tree *root,
datatype value) { bst_tree *parent, *node, *child; /*树为空,创建根节点*/
if(root == NULL) { root = (bst_tree *)malloc(sizeof(bst_tree));
root->key = value; root->left = NULL; root->right = NULL;
return root; } parent = root; /*记录下根节点的位置*/ node = root;
while(node != NULL) { /*待插入数据已经存在,则返回*/ if(node->key ==
value) return root; else { parent = node;
/*若小于节点的值,则查看节点的左孩子,否则,查看右孩子*/ if(node->key < value)
node = node->right; else node =
node->left; } } child = (bst_tree *)malloc(sizeof(bst_tree));
child->key = value; child->left = NULL; child->right = NULL;
if(value > parent->key) parent->right = child; else
parent->left = child; return root; } /*查找,找到返回1,否则,返回0*/ int
bst_search(bst_tree *root, datatype value) { bst_tree *p; p = root;
if(p == NULL) return 0; if(p->key == value) return 1;
else if(p->key > value) return bst_search(p->left, value);
else return bst_search(p->right, value); } /*删除节点值为value的节点*/int
bst_delete(bst_tree *root, datatype value) { bst_tree *p, *pre=NULL, *mid;
p = root; if(root == NULL) return 0; /*找到该节点*/
while((p != NULL) && (p->key != value)) { pre = p;
if(p->key < value) { p = p->right; }
else p = p->left; } if(p == NULL) return 0;
/*至少有一个子节点为空*/ if( (p->left == NULL) || (p->right == NULL) ) {
if( pre->left == p ) { pre->left = ( (p->left ==
NULL) ? p->right : p->left ); } else
pre->right = ( (p->left == NULL) ? p->right : p->left );
free(p); /*释放节点*/ } else { /*删除的节点有2个子女*/ mid =
p->right; pre = p; /*寻找中序的第一个节点*/ while(mid->left !=
NULL) { pre = mid; mid = mid->left; }
/*移花接木,直接赋值,避免交换节点*/ p->key = mid->key;
/*将mid节点的子节点作为pre的子节点,并将mid所指向的节点删除*/ if(pre->right == mid)
pre->right = mid->right; else pre->left =
mid->right; free(mid); } return 1; } /*中序输出bst树*/void
bst_print(bst_tree *root) { if(root == NULL) return;
bst_print(root->left); printf(" %d ", root->key);
bst_print(root->right); }测试代码:main.c #include #include
"bi_search_tree.h" int main() { int a[10] = {5,4,2,8,7,1,9,3,6,10}; int
i=0; bst_tree *root=NULL; for(i=0; i<10; i++) root =
bst_insert(root, a[i]); bst_delete(root, 5); bst_print(root);
printf("\n%d %s\n", root->key, bst_search(root, 10) ? "yes":"no"); return
0; }
二叉排序树思想及C语言实现