平衡二叉树 c++库
时间: 2023-12-08 22:01:37 浏览: 45
平衡二叉树(AVL树)是一种特殊的二叉查找树,它的左右子树的高度差不超过1。平衡二叉树的插入、删除操作会通过旋转操作来保持树的平衡性。平衡二叉树可以在最坏情况下保持O(log n)的搜索、插入和删除时间复杂度。
平衡二叉树 C 库是一个实现了平衡二叉树数据结构及相关操作的开发库。这个库通常包含了平衡二叉树的实现和相应的操作方法,如插入、删除、搜索等。使用平衡二叉树 C 库,可以方便地在自己的程序中使用平衡二叉树数据结构,而不必重复实现基本的平衡二叉树操作。
使用平衡二叉树 C 库可以带来很多好处。首先,库中已经实现了平衡二叉树,使用者无需自己从头开始实现这个复杂的数据结构。其次,由于库中的实现经过了很多测试和优化,所以使用平衡二叉树 C 库可以提高程序的稳定性和性能。
在实际应用中,平衡二叉树 C 库可以用于需要快速查找、插入、删除操作的场景,比如数据库索引、内存索引等。此外,平衡二叉树 C 库还可以被用于构建其他高级数据结构,比如集合、映射等。总之,平衡二叉树 C 库是一个非常有用的工具,可以为程序员节省大量的时间和精力。
相关问题
平衡二叉树c++实现
平衡二叉树是一种自平衡的二叉搜索树,它的左右子树的高度差不超过1。下面是平衡二叉树的C++实现:
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
// 平衡二叉树结点的定义
struct AVLNode {
int data; // 数据
int height; // 高度
AVLNode* left; // 左子树
AVLNode* right; // 右子树
AVLNode(int val) : data(val), height(1), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
// 获取结点高度
int getHeight(AVLNode* node) {
if (node == nullptr) {
return 0;
}
return node->height;
}
// 获取平衡因子
int getBalanceFactor(AVLNode* node) {
if (node == nullptr) {
return 0;
}
return getHeight(node->left) - getHeight(node->right);
}
// 右旋
AVLNode* rightRotate(AVLNode* node) {
AVLNode* leftChild = node->left;
AVLNode* rightGrandChild = leftChild->right;
leftChild->right = node;
node->left = rightGrandChild;
node->height = max(getHeight(node->left), getHeight(node->right)) + 1;
leftChild->height = max(getHeight(leftChild->left), getHeight(leftChild->right)) + 1;
return leftChild;
}
// 左旋
AVLNode* leftRotate(AVLNode* node) {
AVLNode* rightChild = node->right;
AVLNode* leftGrandChild = rightChild->left;
rightChild->left = node;
node->right = leftGrandChild;
node->height = max(getHeight(node->left), getHeight(node->right)) + 1;
rightChild->height = max(getHeight(rightChild->left), getHeight(rightChild->right)) + 1;
return rightChild;
}
// 插入结点
AVLNode* insert(AVLNode* node, int val) {
if (node == nullptr) {
return new AVLNode(val);
}
if (val < node->data) {
node->left = insert(node->left, val);
} else if (val > node->data) {
node->right = insert(node->right, val);
} else {
return node;
}
node->height = max(getHeight(node->left), getHeight(node->right)) + 1;
int balanceFactor = getBalanceFactor(node);
if (balanceFactor > 1 && val < node->left->data) {
return rightRotate(node);
}
if (balanceFactor < -1 && val > node->right->data) {
return leftRotate(node);
}
if (balanceFactor > 1 && val > node->left->data) {
node->left = leftRotate(node->left);
return rightRotate(node);
}
if (balanceFactor < -1 && val < node->right->data) {
node->right = rightRotate(node->right);
return leftRotate(node);
}
return node;
}
// 中序遍历
void inOrder(AVLNode* node) {
if (node == nullptr) {
return;
}
inOrder(node->left);
cout << node->data << " ";
inOrder(node->right);
}
// 测试
int main() {
AVLNode* root = nullptr;
int arr[] = { 9, 5, 10, 0, 6, 11, -1, 1, 2 };
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < n; i++) {
root = insert(root, arr[i]);
}
inOrder(root); // 输出:-1 0 1 2 5 6 9 10 11
return 0;
}
```
C++平衡二叉树的实现
平衡二叉树(AVL树)是一种自平衡的二叉搜索树,它保持左右子树的高度差不超过1。下面是用C语言实现平衡二叉树的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义二叉树节点
struct Node {
int data;
struct Node* left;
struct Node* right;
int height; // 节点的高度
};
// 获取节点的高度
int getHeight(struct Node* node) {
if (node == NULL)
return 0;
return node->height;
}
// 获取两个数中较大的数
int max(int a, int b) {
return (a > b) ? a : b;
}
// 创建一个新节点
struct Node* newNode(int data) {
struct Node* node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
node->data = data;
node->left = NULL;
node->right = NULL;
node->height = 1; // 新节点的高度为1
return node;
}
// 右旋操作
struct Node* rightRotate(struct Node* y) {
struct Node* x = y->left;
struct Node* T2 = x->right;
// 执行旋转操作
x->right = y;
y->left = T2;
// 更新节点的高度
y->height = max(getHeight(y->left), getHeight(y->right)) + 1;
x->height = max(getHeight(x->left), getHeight(x->right)) + 1;
return x;
}
// 左旋操作
struct Node* leftRotate(struct Node* x) {
struct Node* y = x->right;
struct Node* T2 = y->left;
// 执行旋转操作
y->left = x;
x->right = T2;
// 更新节点的高度
x->height = max(getHeight(x->left), getHeight(x->right)) + 1;
y->height = max(getHeight(y->left), getHeight(y->right)) + 1;
return y;
}
// 获取节点的平衡因子
int getBalanceFactor(struct Node* node) {
if (node == NULL)
return 0;
return getHeight(node->left) - getHeight(node->right);
}
// 将节点插入到平衡二叉树中
struct Node* insert(struct Node* node, int data) {
// 执行二叉搜索树的插入操作
if (node == NULL)
return newNode(data);
if (data < node->data)
node->left = insert(node->left, data);
else if (data > node->data)
node->right = insert(node->right, data);
else // 不允许插入重复的节点
return node;
// 更新节点的高度
node->height = 1 + max(getHeight(node->left), getHeight(node->right));
// 获取当前节点的平衡因子
int balanceFactor = getBalanceFactor(node);
// 进行平衡操作
// 左左情况,进行右旋操作
if (balanceFactor > 1 && data < node->left->data)
return rightRotate(node);
// 右右情况,进行左旋操作
if (balanceFactor < -1 && data > node->right->data)
return leftRotate(node);
// 左右情况,先进行左旋操作,再进行右旋操作
if (balanceFactor > 1 && data > node->left->data) {
node->left = leftRotate(node->left);
return rightRotate(node);
}
// 右左情况,先进行右旋操作,再进行左旋操作
if (balanceFactor < -1 && data < node->right->data) {
node->right = rightRotate(node->right);
return leftRotate(node);
}
// 返回未经调整的节点指针
return node;
}
// 中序遍历平衡二叉树(升序输出)
void inOrder(struct Node* root) {
if (root != NULL) {
inOrder(root->left);
printf("%d ", root->data);
inOrder(root->right);
}
}
// 释放二叉树节点的内存
void freeTree(struct Node* root) {
if (root != NULL) {
freeTree(root->left);
freeTree(root->right);
free(root);
}
}
int main() {
struct Node* root = NULL;
// 插入示例数据
root = insert(root, 10);
root = insert(root, 20);
root = insert(root, 30);
root = insert(root, 40);
root = insert(root, 50);
root = insert(root, 25);
// 中序遍历平衡二叉树
printf("中序遍历结果:");
inOrder(root);
printf("\n");
// 释放二叉树内存
freeTree(root);
return 0;
}
```