掌握顺序查找、折半查找;二叉排序树的创建、查找、插入、删除。

时间: 2023-07-04 22:05:29 浏览: 61
一、顺序查找(线性查找) 顺序查找是一种基本的查找方法,也称为线性查找。它的基本思想是从表的一端开始,顺序扫描线性表,逐个将其关键字与给定值k相比较,直到找到关键字等于k的数据元素或者扫描结束也没有找到,这时查找过程结束。因此,顺序查找的时间复杂度为O(n),其中n为线性表的长度。代码实现如下: ``` int SequentialSearch(int a[], int n, int key) { for (int i = 0; i < n; ++i) { if (a[i] == key) { return i; // 返回关键字在数组中的下标 } } return -1; // 关键字不存在 } ``` 二、折半查找(二分查找) 折半查找是一种基于有序序列进行查找的算法,也称为二分查找。它的基本思想是将有序序列分成两部分,取中间位置的记录与查找值进行比较,如果相等,则查找成功;否则,根据中间位置记录的大小关系,将待查记录限定到前半部分或后半部分,继续按照此方法进行查找,直到找到关键字或者查找区间为空为止。因此,折半查找的时间复杂度为O(logn),其中n为有序序列的长度。代码实现如下: ``` int BinarySearch(int a[], int n, int key) { int left = 0, right = n - 1, mid; while (left <= right) { mid = (left + right) / 2; if (a[mid] == key) { return mid; // 返回关键字在数组中的下标 } else if (a[mid] < key) { left = mid + 1; } else { right = mid - 1; } } return -1; // 关键字不存在 } ``` 三、二叉排序树 二叉排序树是一种特殊的二叉树,它的每个节点都包含一个关键字,并且左子树中所有节点的关键字都比根节点的关键字小,右子树中所有节点的关键字都比根节点的关键字大。因此,二叉排序树的中序遍历结果是一个递增的有序序列。 1. 二叉排序树的创建 二叉排序树的创建可以使用递归方式实现。对于给定的一组关键字,首先将第一个关键字作为根节点,然后将剩余的关键字分别插入到左子树或右子树中,直到所有关键字都被插入到二叉排序树中为止。 ``` typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; void insert(TreeNode **root, int val) { if (*root == NULL) { *root = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode)); // 创建一个新节点 (*root)->val = val; (*root)->left = (*root)->right = NULL; } else if (val < (*root)->val) { insert(&(*root)->left, val); // 插入到左子树中 } else if (val > (*root)->val) { insert(&(*root)->right, val); // 插入到右子树中 } } ``` 2. 二叉排序树的查找 二叉排序树的查找也可以使用递归方式实现。对于给定的关键字,首先将其与根节点的关键字进行比较,如果相等,则查找成功;否则,根据关键字的大小关系,分别在左子树或右子树中继续进行查找。 ``` TreeNode *search(TreeNode *root, int val) { if (root == NULL || root->val == val) { return root; } else if (val < root->val) { return search(root->left, val); // 在左子树中查找 } else { return search(root->right, val); // 在右子树中查找 } } ``` 3. 二叉排序树的插入 二叉排序树的插入操作与创建操作类似,只是需要注意插入的关键字不能与已有的关键字相同。 ``` void insert(TreeNode **root, int val) { if (*root == NULL) { *root = (TreeNode *)malloc(sizeof(TreeNode)); // 创建一个新节点 (*root)->val = val; (*root)->left = (*root)->right = NULL; } else if (val < (*root)->val) { insert(&(*root)->left, val); // 插入到左子树中 } else if (val > (*root)->val) { insert(&(*root)->right, val); // 插入到右子树中 } else { printf("The key already exists!\n"); // 关键字已经存在 } } ``` 4. 二叉排序树的删除 二叉排序树的删除操作比较复杂,需要考虑多种情况。具体步骤如下: - 如果待删除节点是叶子节点,则直接删除即可。 - 如果待删除节点只有一个孩子节点,则将其孩子节点连接到待删除节点的父节点上即可。 - 如果待删除节点有两个孩子节点,则将其右子树中的最小节点(或左子树中的最大节点)替换到待删除节点的位置上,并将该最小节点(或最大节点)删除。 ``` TreeNode *delete(TreeNode *root, int val) { if (root == NULL) { return NULL; // 待删除节点不存在 } if (val < root->val) { root->left = delete(root->left, val); // 在左子树中删除 } else if (val > root->val) { root->right = delete(root->right, val); // 在右子树中删除 } else { if (root->left == NULL && root->right == NULL) { free(root); // 叶子节点直接删除 root = NULL; } else if (root->left == NULL) { TreeNode *temp = root; root = root->right; // 只有右孩子,则右孩子顶替删除节点 free(temp); } else if (root->right == NULL) { TreeNode *temp = root; root = root->left; // 只有左孩子,则左孩子顶替删除节点 free(temp); } else { TreeNode *temp = findMin(root->right); // 在右子树中查找最小节点 root->val = temp->val; // 最小节点替换待删除节点 root->right = delete(root->right, temp->val); // 删除最小节点 } } return root; } ``` 其中,findMin函数用于查找某个节点子树中的最小节点。 ``` TreeNode *findMin(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return NULL; } while (root->left != NULL) { root = root->left; } return root; } ```

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