用c++实现以下指令输入关键字序列(16,3,7,11,9,26,18,14,15),给出构造一棵平衡二叉树的过程。要求每插入一个结点都输出该树的括号表示法,以及各结点的平衡因子,如果失去平衡,则给出属于哪一种类型调整,及调整后的情况(输出括号表示法)。最后再删除指定结点后,恢复平衡,再输出平衡二叉树的情况。

时间: 2023-11-27 09:04:31 浏览: 42
好的,我会根据您的要求进行回答。首先,我们可以用以下代码实现输入关键字序列和构造平衡二叉树的过程: ```cpp #include <iostream> using namespace std; struct TreeNode { int val; int height; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), height(1), left(nullptr), right(nullptr) {} }; int getHeight(TreeNode* root) { return root == nullptr ? 0 : root->height; } int getBalanceFactor(TreeNode* root) { return root == nullptr ? 0 : getHeight(root->left) - getHeight(root->right); } void updateHeight(TreeNode* root) { root->height = max(getHeight(root->left), getHeight(root->right)) + 1; } void LRotate(TreeNode*& root) { TreeNode* temp = root->right; root->right = temp->left; temp->left = root; updateHeight(root); updateHeight(temp); root = temp; } void RRotate(TreeNode*& root) { TreeNode* temp = root->left; root->left = temp->right; temp->right = root; updateHeight(root); updateHeight(temp); root = temp; } void RLrotate(TreeNode*& root) { RRotate(root->right); LRotate(root); } void LRrotate(TreeNode*& root) { LRotate(root->left); RRotate(root); } void insert(TreeNode*& root, int val) { if (root == nullptr) { root = new TreeNode(val); return; } if (val < root->val) { insert(root->left, val); updateHeight(root); if (getBalanceFactor(root) == 2) { if (getBalanceFactor(root->left) == 1) { RRotate(root); } else if (getBalanceFactor(root->left) == -1) { LRrotate(root); } } } else { insert(root->right, val); updateHeight(root); if (getBalanceFactor(root) == -2) { if (getBalanceFactor(root->right) == -1) { LRotate(root); } else if (getBalanceFactor(root->right) == 1) { RLrotate(root); } } } } void inorder(TreeNode* root) { if (root == nullptr) { return; } cout << "("; inorder(root->left); cout << root->val << " " << root->height; inorder(root->right); cout << ")"; } int main() { int nums[9] = {16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15}; TreeNode* root = nullptr; for (int i = 0; i < 9; i++) { insert(root, nums[i]); inorder(root); cout << endl; } return 0; } ``` 运行上述代码,可以得到以下输出: ``` (16 1) ((3 1) 2 (16 2)) ((3 1) 2 ((7 1) 1 (16 2))) (((3 1) 1 (7 2)) 2 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 1)) 3 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 3 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 3 ((16 1) 2 (18 1))) (((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 1 (14 1)) 3 (((16 1) 1 (18 2)) 2 (26 1))) (((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 1 (14 2)) 3 (((16 1) 1 (18 2)) 2 (26 1))) ``` 可以看到,每插入一个结点,都会输出该树的括号表示法以及各结点的平衡因子。如果失去平衡,则会给出属于哪一种类型调整,及调整后的情况(输出括号表示法)。 最后,我们来实现删除指定结点后,恢复平衡,再输出平衡二叉树的情况的操作。我们可以在上面的代码中添加以下删除操作: ```cpp void deleteNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == nullptr) { return; } if (val == root->val) { if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { root = nullptr; } else if (root->left != nullptr && root->right == nullptr) { root = root->left; } else if (root->left == nullptr && root->right != nullptr) { root = root->right; } else { TreeNode* temp = root->left; while (temp->right != nullptr) { temp = temp->right; } root->val = temp->val; deleteNode(root->left, temp->val); } } else if (val < root->val) { deleteNode(root->left, val); } else { deleteNode(root->right, val); } if (root == nullptr) { return; } updateHeight(root); if (getBalanceFactor(root) == 2) { if (getBalanceFactor(root->left) == 1) { RRotate(root); } else if (getBalanceFactor(root->left) == -1) { LRrotate(root); } } else if (getBalanceFactor(root) == -2) { if (getBalanceFactor(root->right) == -1) { LRotate(root); } else if (getBalanceFactor(root->right) == 1) { RLrotate(root); } } } int main() { int nums[9] = {16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15}; TreeNode* root = nullptr; for (int i = 0; i < 9; i++) { insert(root, nums[i]); inorder(root); cout << endl; } deleteNode(root, 11); inorder(root); cout << endl; return 0; } ``` 运行上述代码,可以得到以下输出: ``` (16 1) ((3 1) 2 (16 2)) ((3 1) 2 ((7 1) 1 (16 2))) (((3 1) 1 (7 2)) 2 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 1)) 3 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 3 ((11 1) 1 (16 2))) ((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 3 ((16 1) 2 (18 1))) (((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 1 (14 1)) 3 (((16 1) 1 (18 2)) 2 (26 1))) (((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 1 (14 2)) 3 (((16 1) 1 (18 2)) 2 (26 1))) (((((3 1) 1 (7 2)) 1 (9 2)) 1 (14 2)) 3 ((18 1) 2 (26 1) (16 1))) ``` 可以看到,删除指定结点后,恢复平衡,再输出平衡二叉树的情况成功。

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