AVL树实现:创建、插入、查找与删除操作
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更新于2024-09-09
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"平衡二叉树的实现代码,包括创建、插入、查找、删除和横向树状输出功能。"
在计算机科学中,平衡二叉树(Balanced Binary Tree)是一种特殊的二叉树数据结构,它确保了树的高度尽可能小,从而优化了搜索、插入和删除操作的时间复杂度。平衡二叉树的种类有很多,如AVL树、红黑树等。本代码实现的是AVL树,一种自平衡二叉搜索树,它的特点是任何节点的两个子树的高度差不超过1。
首先,我们定义一个结构体`BSTNode`来表示AVL树的节点。每个节点包含以下字段:
- `int data`: 存储节点的值。
- `int bf`: 表示节点的平衡因子,用来判断树是否平衡,计算方法为左子树的高度减去右子树的高度。
- `BSTNode* lchild`: 指向左子树的指针。
- `BSTNode* rchild`: 指向右子树的指针。
在代码中,定义了一些宏用于比较和平衡因子的定义,如`EQ(a, b)`表示a等于b,`LT(a, b)`表示a小于b,`LH`、`EH`和`RH`分别代表左高、等高和右高。
`R_Rotate`和`L_Rotate`函数分别用于右旋和左旋操作,这是AVL树调整平衡的主要手段。当插入或删除节点导致不平衡时,通过旋转可以重新恢复平衡。例如,如果一个节点的左子树过高,可能需要进行右旋操作;反之,如果右子树过高,则需要左旋。
`LeftBalance`和`RightBalance`函数是针对不平衡节点的平衡调整。它们根据不平衡情况选择进行一次或两次旋转来恢复平衡。
`InsertAVL`函数实现了AVL树的插入操作,它会根据节点的插入位置调整树的结构并保持平衡。`SearchBST`函数用于查找特定值的节点,`PrintBST`函数则用于打印整棵树的结构。
`CreatBST`函数用于创建AVL树,`Delete`函数处理删除操作,这可能会涉及到更复杂的平衡调整,包括`LeftBalance_div`和`RightBalance_div`函数。最后,`DeleteAVL`函数是删除节点后进行AVL树平衡调整的核心。
在主函数`main`中,用户可以通过输入来测试这些功能,如插入新元素、查找元素、打印树以及删除元素等。
这个代码实现了AVL树的基本操作,并且在每次操作后都会检查并恢复树的平衡状态,保证了操作的时间效率。对于需要高效处理大量数据的场景,平衡二叉树是一种非常实用的数据结构。
2012-03-04 上传
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