AVL树详解与实现:插入、删除与旋转操作
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更新于2024-07-24
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"avl详细注释版(网络收集)"
AVL树是一种自平衡的二叉搜索树(BST),它的特点在于每个节点的左右子树高度差最多为1,这保证了在查找、插入和删除操作上的高效性。这份代码提供了一个AVL树的实现,包括节点类`linknod`和AVL树类`avl`,并且包含了一些关键的操作,如插入、删除、查找以及旋转等操作。
1. **节点类linknod**:
- `linknod`类代表AVL树中的一个节点。
- `bf`:平衡因子,表示该节点的左子树高度与右子树高度之差,用于判断是否需要进行旋转操作。
- `data`:节点存储的数据。
- `lchild`:指向左子节点的指针。
- `rchild`:指向右子节点的指针。
- `perint`:指向父节点的指针。
2. **AVL树类avl**:
- `avl`类是AVL树的主要结构,包含了对AVL树的操作。
- `ptr`:根节点指针。
- `first`:可能用于表示树中第一个元素,但未在提供的代码中使用。
- `subl` 和 `subr`:可能用于旋转操作的临时指针,但未在提供的代码中使用。
- `stacts`:一个栈,用于存储查找路径的节点,大小为100。
- `top` 和 `botem`:分别表示栈顶和栈底指针。
3. **核心操作**:
- `instalnod(int)`:插入节点函数,根据二叉搜索树规则将新节点插入到正确的位置,并更新平衡因子,如果需要则进行旋转操作以保持平衡。
- `deletnod(int)`:删除节点函数,根据AVL树的规则删除指定值的节点,同样可能需要进行旋转以保持平衡。
- `findnod(int, linknod*)`:查找节点函数,从根节点开始按值查找指定的节点,返回找到的节点指针。
- `pushs(linknod*)` 和 `pope()`:用于节点路径的栈操作,入栈和出栈,辅助查找和旋转操作。
- `subll(linknod*)`,`sublr(linknod*)`,`subrr(linknod*)` 和 `subrl(linknod*)`:四种旋转操作,分别是左旋、先左后右旋、右旋和先右后左旋,这些操作用于在插入或删除后调整树的平衡状态。
- `display(linknod*)` 和 `displaym(linknod*)`:分别用于显示AVL树的层次遍历和中序遍历。
4. **旋转操作**:
- 左旋(`subll`):将指定节点作为右子节点的节点进行左旋,目的是调整平衡。
- 先左后右旋(`sublr`):先对指定节点的左子节点进行左旋,然后对指定节点进行右旋,用于处理特定的插入或删除情况。
- 右旋(`subrr`):将指定节点作为左子节点的节点进行右旋,用于平衡调整。
- 先右后左旋(`subrl`):先对指定节点的右子节点进行右旋,然后对指定节点进行左旋,也是为了处理不平衡的情况。
5. **其他辅助方法**:
- `display` 和 `displaym`:分别实现层次遍历和中序遍历的打印,帮助调试和理解树的结构。
这份代码提供了一个基本的AVL树实现,通过节点类和AVL树类实现了AVL树的核心操作,包括插入、删除、查找以及保持平衡的旋转操作。在实际使用时,需要根据具体需求完成这些函数的完整实现。
2023-05-09 上传
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