对{Jan, Feb, Mar, Apr, May,June,July, Aug, Oct, Nov, Dec}分别进行依据次序生成二叉排序树、增序排序后的次序生成二叉排序树、依据当前次序生成平衡二叉排序表,并计算以上3种情况下的ASL。
时间: 2023-07-30 20:09:34 浏览: 145
二叉排序树和平衡二叉树计算程序
首先,二叉排序树(BST)是一种特殊的二叉树,其中每个节点都包含一个键值,且每个节点的键值都大于其左子树中任何节点的键值,小于其右子树中任何节点的键值。
其次,增序排序是将给定数据按照从小到大的顺序进行排序。而平衡二叉排序树(AVL树)是一种特殊的BST,其中任何节点的左右子树高度差不超过1,以保证树的平衡。
以下是对{Jan, Feb, Mar, Apr, May,June,July, Aug, Oct, Nov, Dec}进行排序和生成二叉排序树和AVL树的过程:
1. 按照次序生成二叉排序树:
首先,我们将第一个节点Jan插入树中。接下来,我们将Feb插入Jan的右子树中,然后将Mar插入Feb的右子树中,以此类推,直到将所有节点插入完毕。此时,得到的BST如下图所示:
```
Jan
\
Feb
\
Mar
\
Apr
\
May
\
June
\
July
\
Aug
\
Oct
\
Nov
\
Dec
```
2. 按照增序生成二叉排序树:
首先,我们将第一个节点Jan插入树中。接下来,我们将Feb插入Jan的左子树中,然后将Mar插入Feb的左子树中,以此类推,直到将所有节点插入完毕。此时,得到的BST如下图所示:
```
Dec
/
Nov
/
Oct
/
July
\
June
\
May
\
Apr
\
Mar
\
Feb
\
Jan
```
3. 生成平衡二叉排序树:
首先,我们将Mar插入树中。由于平衡二叉树要求任何节点的左右子树高度差不超过1,因此我们需要将剩余节点按照中序遍历的顺序插入树中,以保持平衡。具体来说,我们先将Apr插入Mar的左子树中,然后将Jan插入Apr的左子树中,将Feb插入Jan的右子树中,将May插入Apr的右子树中,将July插入Mar的右子树中,将June插入July的左子树中,将Oct插入July的右子树中,将Nov插入Oct的右子树中,最后将Dec插入Nov的右子树中。此时,得到的AVL树如下图所示:
```
May
/ \
Apr Nov
/ / \
Jan Oct Dec
\ \
Feb July
/ \
June Mar
```
计算ASL:
ASL是指在查找二叉树中查找某个节点所需的平均比较次数。对于BST和增序BST,由于节点的插入顺序不同,因此它们的ASL也不同。而对于AVL树,由于它保持了平衡,因此其ASL相对较小。
具体计算ASL的过程如下:
对于BST,它的ASL等于树中所有节点深度之和除以节点总数。对于给定的节点序列{Jan, Feb, Mar, Apr, May,June,July, Aug, Oct, Nov, Dec},它们在BST中的深度分别为1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10。因此,BST的ASL为:
(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10) / 12 = 55 / 12 ≈ 4.58
对于增序BST,它的ASL也等于树中所有节点深度之和除以节点总数。对于给定的节点序列{Jan, Feb, Mar, Apr, May,June,July, Aug, Oct, Nov, Dec},它们在增序BST中的深度分别为11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2。因此,增序BST的ASL为:
(11+10+9+8+7+6+5+4+3+2) / 12 = 65 / 12 ≈ 5.42
对于AVL树,其ASL与树的形态有关。根据上面的图示,我们可以计算出AVL树的ASL为:
(2*1 + 2*2 + 2*2 + 2*3 + 2*3 + 2*3 + 2*3 + 2*4 + 2*4 + 2*4) / 12 = 46 / 12 ≈ 3.83
因此,可以看出AVL树的ASL相对较小,也说明了AVL树的优越性。
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