二叉搜索树可用来对n个元素进行排序。试编写一个排序算法,首先将n个元素a[1..n]插人到一个空的二叉搜索树中,然后对树进行中序遍历,并将元素按序放人数组a中,为简单起见,假设a中的数据互不相同。试编写一个函数,从一棵二叉搜索树中删除最大元素。要求函数的时间复杂性必须是O(h),其中h是二叉搜索树的高度。
时间: 2024-03-18 20:41:30 浏览: 130
下面是一份可能的实现代码(使用C++语言):
```cpp
// 定义二叉搜索树结点结构体
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
// 在二叉搜索树中插入一个元素
void insert(TreeNode*& root, int val) {
if (root == nullptr) {
root = new TreeNode(val);
return;
}
if (val < root->val) {
insert(root->left, val);
} else {
insert(root->right, val);
}
}
// 将二叉搜索树中序遍历并将元素按序放入数组中
void inorder(TreeNode* root, int* a, int& idx) {
if (root == nullptr) {
return;
}
inorder(root->left, a, idx);
a[idx++] = root->val;
inorder(root->right, a, idx);
}
// 从二叉搜索树中删除最大元素
int deleteMax(TreeNode*& root) {
TreeNode* p = root;
while (p->right != nullptr) {
p = p->right;
}
int val = p->val;
if (p == root) {
root = root->left;
} else {
TreeNode* q = root;
while (q->right != p) {
q = q->right;
}
q->right = p->left;
}
delete p;
return val;
}
// 排序函数,调用上述三个工具函数
void sort(int* a, int n) {
TreeNode* root = nullptr;
for (int i = 0; i < n; i++) {
insert(root, a[i]);
}
int idx = 0;
inorder(root, a, idx);
while (root != nullptr) {
deleteMax(root);
}
}
```
上述代码首先定义了一个二叉搜索树结点结构体,包含了结点值和左右子树指针。然后定义了插入、中序遍历、删除最大元素三个工具函数,最后在sort函数中依次调用这三个工具函数来实现排序。其中,插入函数使用递归实现,中序遍历函数使用递归实现并将元素按序放入数组中,删除最大元素函数使用迭代实现并返回被删除的元素值。
需要注意的是,上述代码中删除最大元素的函数实现方式并不是标准的二叉搜索树删除结点的方式,而是直接迭代找到最大元素并删除之。这种方式虽然时间复杂度是O(h),但是会破坏二叉搜索树的平衡性,从而可能导致性能下降。如果需要更好的性能,可以采用标准的二叉搜索树删除结点的方式,参考如下代码:
```cpp
// 从二叉搜索树中删除最大元素
int deleteMax(TreeNode*& root) {
if (root->right == nullptr) {
int val = root->val;
TreeNode* tmp = root;
root = root->left;
delete tmp;
return val;
}
return deleteMax(root->right);
}
```
这种方式使用递归实现,可以保持二叉搜索树的平衡性,但是时间复杂度依然是O(h)。
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