对二叉平衡树进行四种操作: 1 D K 表示插入一个新数据,数据为D用于输出,关键值为K用于排序; 2 输出当前树中最大关键值所带的数据,并删除该数据,如果没有这个关键值,则输出0; 3 输出当前树中最小关键值所带的数据,并删除该数据,如果没有这个关键值,则输出0; 4 K 输出关键值为 K 的数据,并删除该数据,如果没有这个关键值,则输出0。 要求必须实现平衡树,不可以使用各类库函数

时间: 2023-12-25 07:06:48 浏览: 45
好的,我了解你的要求。这是一个经典的平衡树问题,可以使用 AVL 树实现。AVL树是一种自平衡的二叉搜索树,它的每个节点都满足平衡因子的绝对值不超过1。为了实现这个问题,我们需要在每个节点上记录数据和关键值,同时还需要维护平衡因子。以下是基本的 AVL 树实现: ```python class Node: def __init__(self, data, key): self.left = None self.right = None self.data = data self.key = key self.height = 1 class AVLTree: def __init__(self): self.root = None def insert(self, data, key): self.root = self._insert(self.root, data, key) def _insert(self, node, data, key): if not node: return Node(data, key) elif key < node.key: node.left = self._insert(node.left, data, key) else: node.right = self._insert(node.right, data, key) # 更新节点高度 node.height = 1 + max(self.get_height(node.left), self.get_height(node.right)) # 计算平衡因子 balance = self.get_balance(node) # 如果不平衡,进行旋转 if balance > 1 and key < node.left.key: return self.right_rotate(node) if balance < -1 and key > node.right.key: return self.left_rotate(node) if balance > 1 and key > node.left.key: node.left = self.left_rotate(node.left) return self.right_rotate(node) if balance < -1 and key < node.right.key: node.right = self.right_rotate(node.right) return self.left_rotate(node) return node def delete(self, key): self.root = self._delete(self.root, key) def _delete(self, node, key): if not node: return node elif key < node.key: node.left = self._delete(node.left, key) elif key > node.key: node.right = self._delete(node.right, key) else: # 找到要删除的节点 if not node.left and not node.right: node = None elif node.left and not node.right: node = node.left elif not node.left and node.right: node = node.right else: min_node = self.get_min(node.right) node.key = min_node.key node.data = min_node.data node.right = self._delete(node.right, min_node.key) if not node: return node # 更新节点高度 node.height = 1 + max(self.get_height(node.left), self.get_height(node.right)) # 计算平衡因子 balance = self.get_balance(node) # 如果不平衡,进行旋转 if balance > 1 and self.get_balance(node.left) >= 0: return self.right_rotate(node) if balance < -1 and self.get_balance(node.right) <= 0: return self.left_rotate(node) if balance > 1 and self.get_balance(node.left) < 0: node.left = self.left_rotate(node.left) return self.right_rotate(node) if balance < -1 and self.get_balance(node.right) > 0: node.right = self.right_rotate(node.right) return self.left_rotate(node) return node def get_max(self, node): if not node: return None elif not node.right: return node else: return self.get_max(node.right) def get_min(self, node): if not node: return None elif not node.left: return node else: return self.get_min(node.left) def get_height(self, node): if not node: return 0 else: return node.height def get_balance(self, node): if not node: return 0 else: return self.get_height(node.left) - self.get_height(node.right) def left_rotate(self, node): new_root = node.right node.right = new_root.left new_root.left = node # 更新节点高度 node.height = 1 + max(self.get_height(node.left), self.get_height(node.right)) new_root.height = 1 + max(self.get_height(new_root.left), self.get_height(new_root.right)) return new_root def right_rotate(self, node): new_root = node.left node.left = new_root.right new_root.right = node # 更新节点高度 node.height = 1 + max(self.get_height(node.left), self.get_height(node.right)) new_root.height = 1 + max(self.get_height(new_root.left), self.get_height(new_root.right)) return new_root def search(self, key): node = self._search(self.root, key) if not node: return 0 else: data = node.data self.root = self._delete(self.root, key) return data def _search(self, node, key): if not node: return None elif key < node.key: return self._search(node.left, key) elif key > node.key: return self._search(node.right, key) else: return node ``` 其中,insert 方法用于插入数据,delete 方法用于删除数据,search 方法用于搜索并删除数据,get_max 和 get_min 方法用于查找最大和最小值。这里假设关键值是唯一的,如果不唯一,可以在节点上使用一个列表来存储多个数据。你可以在代码中添加你需要的操作。 例如,如果你想要实现一个可以接收用户输入的程序,可以按照如下方式编写: ```python tree = AVLTree() while True: command = input() params = command.split() if params[0] == '1': tree.insert(params[1], int(params[2])) print(params[1]) elif params[0] == '2': node = tree.get_max(tree.root) if node: print(node.data) tree.delete(node.key) else: print(0) elif params[0] == '3': node = tree.get_min(tree.root) if node: print(node.data) tree.delete(node.key) else: print(0) elif params[0] == '4': data = tree.search(int(params[1])) print(data) else: break ``` 这里我们使用输入的方式来模拟用户对平衡树的操作。对于每个命令,我们都解析出对应的参数,并调用相应的方法执行操作。

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