C++平衡二叉树,要求使用类模板,包括插入删除功能,代码实现

时间: 2024-09-15 20:14:19 浏览: 76
平衡二叉树是一种自平衡的二叉搜索树,它可以在插入和删除操作后保持树的高度尽可能小。常见的平衡二叉树有AVL树和红黑树。这里我们以AVL树为例,实现一个简单的C++平衡二叉树类模板。 ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> template <typename T> class AVLTree { public: struct Node { T key; int height; Node* left; Node* right; Node(T k) : key(k), height(1), left(nullptr), right(nullptr) {} }; AVLTree() : root(nullptr) {} ~AVLTree() { clear(root); } void insert(T key) { root = insert(root, key); } void remove(T key) { root = remove(root, key); } private: Node* root; int height(Node* node) { return node ? node->height : 0; } int balanceFactor(Node* node) { return height(node->left) - height(node->right); } void updateHeight(Node* node) { node->height = std::max(height(node->left), height(node->right)) + 1; } Node* rotateRight(Node* y) { Node* x = y->left; y->left = x->right; x->right = y; updateHeight(y); updateHeight(x); return x; } Node* rotateLeft(Node* x) { Node* y = x->right; x->right = y->left; y->left = x; updateHeight(x); updateHeight(y); return y; } Node* balance(Node* node) { updateHeight(node); if (balanceFactor(node) == 2) { if (balanceFactor(node->left) < 0) { node->left = rotateLeft(node->left); } return rotateRight(node); } else if (balanceFactor(node) == -2) { if (balanceFactor(node->right) > 0) { node->right = rotateRight(node->right); } return rotateLeft(node); } return node; } Node* insert(Node* node, T key) { if (!node) { return new Node(key); } if (key < node->key) { node->left = insert(node->left, key); } else if (key > node->key) { node->right = insert(node->right, key); } else { return node; } return balance(node); } Node* findMin(Node* node) { return node->left ? findMin(node->left) : node; } Node* removeMin(Node* node) { if (!node->left) { return node->right; } node->left = removeMin(node->left); return balance(node); } Node* remove(Node* node, T key) { if (!node) { return nullptr; } if (key < node->key) { node->left = remove(node->left, key); } else if (key > node->key) { node->right = remove(node->right, key); } else { if (!node->left || !node->right) { Node* temp = node->left ? node->left : node->right; if (!temp) { temp = node; node = nullptr; } else { *node = *temp; } delete temp; } else { Node* temp = findMin(node->right); node->key = temp->key; node->right = removeMin(node->right); } } if (!node) {
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