平衡二叉树操作实现:插入、查找与删除

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"数据结构课程设计关注的是二叉树,特别是平衡二叉树的实现,包括插入、查找和删除操作。设计中结合了课本第六章关于平衡二叉树的理论和第九章关于静态、动态查找表的知识。" 二叉树是一种重要的数据结构,它由节点组成,每个节点最多有两个子节点,通常分为左子节点和右子节点。平衡二叉树,如AVL树或红黑树,是为了保持树的平衡,确保搜索、插入和删除操作的效率。在这些平衡二叉树中,任何节点的两个子树的高度差不超过1,从而保证了操作的时间复杂度接近于O(log n)。 查找表是一种数据结构,用于存储和管理数据元素。它支持多种操作,包括查询元素是否存在、检索元素属性、插入新元素以及删除元素。查找表的关键字是用于唯一标识数据元素的值。查找操作根据给定的关键字在查找表中寻找相应的元素,如果找到则返回元素信息或位置,未找到则返回“空”或“空指针”。 静态查找表是指在创建后不再改变大小的表,常用于预处理大量固定数据的情况。其抽象数据类型(ADT)包括构造(Create)、销毁(Destroy)、查找(Search)和遍历(Traverse)等基本操作。构造操作创建一个包含n个元素的静态表;销毁操作释放表所占用的内存;查找操作根据关键字查找元素;遍历操作按照特定顺序依次访问每个元素并执行指定函数。 动态查找表则允许在运行时进行插入和删除操作,适用于处理不断变化的数据集。它的ADT包括初始化(InitDSTable)、销毁(DestroyDSTable)、插入(Insert)、删除(Delete)和查找(Search)等操作。动态查找表能够灵活适应数据的变化,维持高效性能。 在课程设计中,学生需要实现这些操作,对平衡二叉树进行具体编程。这涉及理解二叉树的内部结构,如旋转操作(用于维持平衡),以及动态查找表的插入和删除算法。此外,还需要考虑如何有效地实现查找操作,以确保在平衡二叉树中的快速访问。通过这个设计,学生可以深入理解数据结构的基本概念,提高解决问题和实现复杂算法的能力。
2011-06-30 上传
树状显示二叉树: 编写函数displaytree(二叉树的根指针,数据值宽度,屏幕的宽度)输出树的直观示意图。输出的二叉树是垂直打印的,同层的节点在同一行上。 [问题描述] 假设数据宽度datawidth=2,而屏幕宽度screenwidth为64=26,假设节点的输出位置用 (层号,须打印的空格数)来界定。 第0层:根在(0,32)处输出; 第1层:因为根节点缩进了32个空格,所以下一层的偏移量(offset)为32/2=16=screenwidth/22。即第一层的两个节点的位置为(1,32-offset),(1,32+offset)即(1,16),(1,48)。 第二层:第二层的偏移量offset为screenwidth/23。第二层的四个节点的位置 分别是(2,16-offset),(2,16+offset),(2,48-offset),(2,48+offset)即(2,8),(2,24),(2,40),(2,56)。 …… 第i层:第i层的偏移量offset为screenwidth/2i+1。第i层的每个节点的位置是访问第i-1层其双亲节点时确定的。假设其双亲的位置为(i-1,parentpos)。若其第i层的节点是其左孩子,那末左孩子的位置是(i,parentpos-offset),右孩子的位置是(i,parentpos+offset)。 [实现提示] 利用二叉树的层次遍历算法实现。利用两个队列Q,QI。队列Q中存放节点信息,队列QI中存相应于队列Q中的节点的位置信息,包括层号和需要打印节点值时需要打印的空格数。当节点被加入到Q时,相应的打印信息被存到QI中。二叉树本身采用二叉链表存储。