5)JAVA编写一个程序,凭经验计算下列删除具有两个子节点的各方法的值: a. 用 中最大节点 来代替,递归地删除 ; b. 交替在用 中最大的节点以及 中最小的节点来代替,并递归在删除适当的节点; c. 随机地选用 中最大的节点及 中最小的节点来代替(递归地删除适当的节点)。 哪种方法具有最好的平衡性?哪种在处理整个操作序列过程中花费最少的CPU时间?
时间: 2024-02-22 15:55:27 浏览: 98
下面是一个简单的二叉搜索树类的实现,包括节点的插入和删除操作以及三种删除方法的实现。我使用了泛型来使得这个二叉搜索树可以存储任意类型的数据。
```
public class BinarySearchTree<T extends Comparable<T>> {
private Node<T> root;
private static class Node<T> {
T value;
Node<T> left;
Node<T> right;
Node(T value) {
this.value = value;
}
}
public void insert(T value) {
root = insert(root, value);
}
private Node<T> insert(Node<T> node, T value) {
if (node == null) {
return new Node<>(value);
} else if (value.compareTo(node.value) < 0) {
node.left = insert(node.left, value);
} else if (value.compareTo(node.value) > 0) {
node.right = insert(node.right, value);
}
return node;
}
public void remove(T value) {
root = remove(root, value);
}
private Node<T> remove(Node<T> node, T value) {
if (node == null) {
return null;
} else if (value.compareTo(node.value) < 0) {
node.left = remove(node.left, value);
} else if (value.compareTo(node.value) > 0) {
node.right = remove(node.right, value);
} else if (node.left != null && node.right != null) {
node.value = findMax(node.left).value;
node.left = remove(node.left, node.value);
} else {
node = (node.left != null) ? node.left : node.right;
}
return node;
}
private Node<T> findMax(Node<T> node) {
while (node.right != null) {
node = node.right;
}
return node;
}
private Node<T> findMin(Node<T> node) {
while (node.left != null) {
node = node.left;
}
return node;
}
public void removeWithMax(Node<T> node) {
if (node.right != null) {
node.value = findMax(node.right).value;
node.right = remove(node.right, node.value);
} else {
node = node.left;
}
}
public void removeWithMinMax(Node<T> node, boolean isMax) {
Node<T> child = isMax ? node.right : node.left;
if (child == null) {
node = null;
} else if (child.left == null && child.right == null) {
node.value = child.value;
node.left = node.right = null;
} else if (isMax) {
Node<T> maxChild = findMax(child);
node.value = maxChild.value;
remove(node.right, maxChild.value);
} else {
Node<T> minChild = findMin(child);
node.value = minChild.value;
remove(node.left, minChild.value);
}
}
public void removeWithRandom(Node<T> node) {
Node<T> parent = null;
while (node.left != null || node.right != null) {
if (Math.random() < 0.5) {
parent = node;
node = findMax(node.left);
} else {
parent = node;
node = findMin(node.right);
}
}
if (parent != null) {
if (parent.left == node) {
parent.left = null;
} else {
parent.right = null;
}
} else {
root = null;
}
}
}
```
其中,`removeWithMax`方法实现了第一种删除方法,`removeWithMinMax`方法实现了第二种删除方法,`removeWithRandom`方法实现了第三种删除方法。在这个实现中,我使用了递归来实现节点的插入和删除操作,同时使用了非递归的方法来查找最大值和最小值。
从平衡性和时间复杂度两个角度考虑,第一种方法具有最好的平衡性,因为每次都是用右子树中的最大节点代替要删除的节点,不会对树的结构造成太大影响;第三种方法可能会导致树的不平衡,因为每次删除的节点随机选择。在处理整个操作序列过程中,第一种方法可能会花费更多的时间,因为需要找到右子树中的最大节点;而第三种方法可能会花费更少的时间,因为每次删除的节点随机选择。
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