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二叉搜索树(Binary Search Trees)

2014-03-25 20:09 387 查看
二叉搜索树:每个元素都有一个唯一的值,而且所有元素的值各不相同;根节点左子树中的值比根节点的值小;根节点右子树中的值比根节点的值大;根节点的左右子树也都是二叉搜索树。



带索引的二叉搜索树(indexed binary search trees):基于上面的二叉搜索树,每个元素拥有一个LeftSize域,其值等于该节点左子树的元素数加1,同时它给出了该节点在其子树中的排名,如上面8的LeftSize为6,则它在其子树中排名第六(1、3、4、6、7、8、10、13、14),同样,10的LeftSize为1,它在其子树中排名为1(10、13、14)。
二叉搜索树的C++实现(基于二叉树):

/* 二叉搜索树的构造类,继承自二叉树类,将二叉搜索树设为二叉树的友元类,才能访问二叉树的私有成员*/
template<class E, class K>
class BSTree : public BinaryTree<E> {
	public:
		bool Search(const K& k, E& e) const;
		BSTree<E,K>& Insert(const E& e);
		BSTree<E,K>& Delete(const K& k, E& e);
		void Ascend(){InOutput();}
};

/* 
   二叉搜索树元素的顺序是依照键值(key)来定的
   搜索,根据键值k,在二叉搜索树中查找拥有相等键值(key)的节点,找到后将节点的值(element)赋给e 
   算法复杂度O(h), h为搜索树的高度。
*/
template<class E, class K>
bool BSTree<E,K>::Search(const K& k, E& e) const
{
	BinaryTreeNode<E> *p = root;
	while(p)
		if(k < p->data) p = p->LeftChild;
		else if(k > p->data) p = p->RightChild;
			 else {
				e = p->data;
				return true;
			 }
	return false;
}

/*插入,O(h)*/
template<class E, class K>
BSTree<E,K>& BSTree<E,K>::Insert(const E& e) 
{
	BinaryTreeNode<E> *p = root, //搜索指针
					  *pp = 0; //p的父节点
	//找到要插入的位置				  
	while(p) { //若为真,说明p中有值,是个节点
		pp = p; //保存p
		if(e < p->data) p = p->LeftChild;
		else if(e > p->data) p = p->RightChild;
			 else throw BadInput(); //e已经存在
	}
	//这时p已经为null,不过pp保存了要插入的位置
	BinaryTreeNode<E> *r = new BinaryTreeNode<E>(e);
	if(root) {
		if(e < pp->data) pp->LeftChild = r;
		else pp->RightChild = r;}
	else
		root = r;
	return *this;				  
}

/*删除, O(h)*/
首先找到要删除的节点,一个while搞定,由于要删除的节点会有子节点,所以需要局部调整以下树的结构。
这里采取的策略是,用该节点左子树中的最大值代替该节点的值,然后删除该最大值的节点,若最大值节点
拥有LeftChild,则让LeftChild成为最大值节点父节点的RightChild。
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