c++实现1.分别用1~9顺序输入的方法和随机方式构造二叉排序树; 2,比较查找值为1和9需要查找次数; 3,在随机生成的二叉排序树中插入值为15的结点,用中序遍历输出整个树; 4,在3中的树中删除值为8的结点,用中序遍历输出整个树。

时间: 2024-03-06 10:51:29 浏览: 19
好的,我将回答您的问题。 首先是问题1,我将分别给出用顺序输入和随机方式构造二叉排序树的代码示例: 顺序输入方式构造二叉排序树: ```cpp #include<iostream> using namespace std; //定义二叉树结点 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} }; //插入二叉排序树结点 void insertNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == NULL) { root = new TreeNode(val); return; } if (val < root->val) { insertNode(root->left, val); } else { insertNode(root->right, val); } } //顺序输入方式构造二叉排序树 TreeNode* buildTree1() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); TreeNode* root = NULL; for (int i = 0; i < len; i++) { insertNode(root, arr[i]); } return root; } //中序遍历输出二叉树结点 void inorderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } inorderTraversal(root->left); cout << root->val << " "; inorderTraversal(root->right); } int main() { //用顺序输入方式构造二叉排序树 TreeNode* root1 = buildTree1(); //中序遍历输出二叉排序树 inorderTraversal(root1); return 0; } ``` 随机方式构造二叉排序树: ```cpp #include<iostream> #include<cstdlib> #include<ctime> using namespace std; //定义二叉树结点 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} }; //插入二叉排序树结点 void insertNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == NULL) { root = new TreeNode(val); return; } if (val < root->val) { insertNode(root->left, val); } else { insertNode(root->right, val); } } //随机方式构造二叉排序树 TreeNode* buildTree2() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); srand((unsigned)time(NULL)); //设置随机种子 TreeNode* root = NULL; for (int i = 0; i < len; i++) { int index = rand() % (i + 1); insertNode(root, arr[index]); swap(arr[i], arr[index]); } return root; } //中序遍历输出二叉树结点 void inorderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } inorderTraversal(root->left); cout << root->val << " "; inorderTraversal(root->right); } int main() { //用随机方式构造二叉排序树 TreeNode* root2 = buildTree2(); //中序遍历输出二叉排序树 inorderTraversal(root2); return 0; } ``` 接下来是问题2,比较查找值为1和9需要查找次数。我们可以通过二叉排序树的性质进行查找,如果查找的值小于当前结点的值,则在左子树中查找,否则在右子树中查找,直到找到该结点或者遍历到空结点。因此,查找次数等于从根结点到目标结点的路径长度。 我们先来看查找值为1的情况,假设我们用顺序输入方式构造了二叉排序树,则查找值为1的过程如下: ``` 1. 从根结点开始,当前结点为1,查找次数为1 2. 由于1小于5,从1的左子树中查找,当前结点为2,查找次数为2 3. 由于1小于2,从2的左子树中查找,当前结点为1,查找次数为3 ``` 因此,查找值为1的次数为3。 接下来我们看查找值为9的情况,假设我们用随机方式构造了二叉排序树,则查找值为9的过程如下: ``` 1. 从根结点开始,当前结点为5,查找次数为1 2. 由于9大于5,从5的右子树中查找,当前结点为7,查找次数为2 3. 由于9大于7,从7的右子树中查找,当前结点为9,查找次数为3 ``` 因此,查找值为9的次数为3。 接着是问题3,在随机生成的二叉排序树中插入值为15的结点,用中序遍历输出整个树。我们可以使用与插入结点相同的方法进行查找,找到插入的位置后,将新结点插入到该位置上即可。 ```cpp #include<iostream> #include<cstdlib> #include<ctime> using namespace std; //定义二叉树结点 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} }; //插入二叉排序树结点 void insertNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == NULL) { root = new TreeNode(val); return; } if (val < root->val) { insertNode(root->left, val); } else { insertNode(root->right, val); } } //随机方式构造二叉排序树 TreeNode* buildTree2() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); srand((unsigned)time(NULL)); //设置随机种子 TreeNode* root = NULL; for (int i = 0; i < len; i++) { int index = rand() % (i + 1); insertNode(root, arr[index]); swap(arr[i], arr[index]); } return root; } //中序遍历输出二叉树结点 void inorderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } inorderTraversal(root->left); cout << root->val << " "; inorderTraversal(root->right); } int main() { //用随机方式构造二叉排序树 TreeNode* root2 = buildTree2(); //中序遍历输出原始二叉排序树 inorderTraversal(root2); cout << endl; //在二叉排序树中插入值为15的结点 insertNode(root2, 15); //中序遍历输出新的二叉排序树 inorderTraversal(root2); return 0; } ``` 最后是问题4,在3中的树中删除值为8的结点,用中序遍历输出整个树。删除二叉排序树结点的过程如下: 1. 如果要删除的结点没有子结点,直接删除该结点即可; 2. 如果要删除的结点只有一个子结点,将该子结点替代该结点即可; 3. 如果要删除的结点有两个子结点,可以找到该结点的前驱或后继结点替代该结点,这里以前驱结点为例。 具体实现如下: ```cpp #include<iostream> #include<cstdlib> #include<ctime> using namespace std; //定义二叉树结点 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} }; //插入二叉排序树结点 void insertNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == NULL) { root = new TreeNode(val); return; } if (val < root->val) { insertNode(root->left, val); } else { insertNode(root->right, val); } } //随机方式构造二叉排序树 TreeNode* buildTree2() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); srand((unsigned)time(NULL)); //设置随机种子 TreeNode* root = NULL; for (int i = 0; i < len; i++) { int index = rand() % (i + 1); insertNode(root, arr[index]); swap(arr[i], arr[index]); } return root; } //中序遍历输出二叉树结点 void inorderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } inorderTraversal(root->left); cout << root->val << " "; inorderTraversal(root->right); } //查找二叉排序树中的结点 TreeNode* findNode(TreeNode* root, int val) { if (root == NULL) { return NULL; } if (root->val == val) { return root; } else if (val < root->val) { return findNode(root->left, val); } else { return findNode(root->right, val); } } //删除二叉排序树中的结点 void deleteNode(TreeNode*& root, int val) { if (root == NULL) { return; } if (val < root->val) { deleteNode(root->left, val); } else if (val > root->val) { deleteNode(root->right, val); } else { if (root->left == NULL && root->right == NULL) { //要删除的结点没有子结点 delete root; root = NULL; } else if (root->left == NULL) { //要删除的结点只有右子结点 TreeNode* tmp = root; root = root->right; delete tmp; } else if (root->right == NULL) { //要删除的结点只有左子结点 TreeNode* tmp = root; root = root->left; delete tmp; } else { //要删除的结点有两个子结点 TreeNode* tmp = root->left; while (tmp->right != NULL) { //找到该结点的前驱结点 tmp = tmp->right; } root->val = tmp->val; //用前驱结点的值替换该结点的值 deleteNode(root->left, tmp->val); //删除前驱结点 } } } int main() { //用随机方式构造二叉排序树 TreeNode* root2 = buildTree2(); //中序遍历输出原始二叉排序树 inorderTraversal(root2); cout << endl; //在二叉排序树中插入值为15的结点 insertNode(root2, 15); //中序遍历输出新的二叉排序树 inorderTraversal(root2); cout << endl; //删除值为8的结点 deleteNode(root2, 8); //中序遍历输出删除后的二叉排序树 inorderTraversal(root2); return 0; } ```

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