Go语言数据结构和算法-BinarySearchTree(二叉搜索树)

Insert(val)         // 在二叉搜索树中插入一个元素
Search(val)         // 在二叉搜索树中搜索一个元素
Parent(val)         // 返回当前节点的父节点    
Contains(val)       // 在二叉搜索中是否包含这个元素
Min()               // 返回二叉搜索树中的最小的元素   
Max()               // 返回二叉搜索树中的最大的元素
Remove(val)         // 删除二叉搜索树中的一个元素
PreOrder()          // 前序遍历二叉搜索树
InOrder()           // 中序遍历二叉搜索树
PostOrder()         // 后续遍历二叉搜索树

二叉搜索树的数据结构

type Node struct {
    val   int
    left  *Node
    right *Node
}

type BinarySearchTree struct {
    root *Node
}

Insert(val) 在二叉搜索树中插入一个元素

func (tree *BinarySearchTree) Insert(val int) {
    if tree.root == nil {
        tree.root = &Node{val, nil, nil}
    } else {
        insertNode(val, tree.root)
    }
}

func insertNode(val int, root *Node) {
    if val < root.val {
        if root.left == nil {
            root.left = &Node{val, nil, nil}
        } else {
            insertNode(val, root.left)
        }
    } else {
        if root.right == nil {
            root.right = &Node{val, nil, nil}
        } else {
            insertNode(val, root.right)
        }
    }
}

Search(val) 在二叉搜索树中搜索一个元素

func (tree *BinarySearchTree) Search(val int) *Node {
    if tree.root != nil {
        return findNode(val, tree.root)
    }
    return nil
}

func findNode(val int, root *Node) *Node {
    if val == root.val {
        return root
    } else if val < root.val {
        if root.left != nil {
            return findNode(val, root.left)
        }
    } else {
        if root.right != nil {
            return findNode(val, root.right)
        }
    }
    return nil
}

Parent(val) 返回当前节点的父节点

func (tree *BinarySearchTree) Parent(val int) *Node {
    if tree.root != nil {
        return findParent(val, tree.root)
    }
    return nil
}

func findParent(val int, root *Node) *Node {
    if val == root.val {
        return nil
    } else if val < root.val {
        if root.left != nil {
            if val == root.left.val {
                return root
            } else {
                return findParent(val, root.left)
            }
        }
    } else {
        if root.right != nil {
            if val == root.right.val {
                return root
            } else {
                return findParent(val, root.right)
            }
        }
    }
    return nil
}

Contains(val) 在二叉搜索中是否包含这个元素

func (tree *BinarySearchTree) Contains(val int) bool {
    if tree.root != nil {
        return containNode(val, tree.root)
    }
    return false
}

func containNode(val int, root *Node) bool {
    if val == root.val {
        return true
    } else if val < root.val {
        if root.left == nil {
            return false
        } else {
            return containNode(val, root.left)
        }
    } else {
        if root.right == nil {
            return false
        } else {
            return containNode(val, root.right)
        }
    }
}

Min() 返回二叉搜索树中的最小的元素

func (tree *BinarySearchTree) Min() *Node {
    if tree.root != nil {
        return findMin(tree.root)
    }
    return nil
}

func findMin(root *Node) *Node {
    if root.left == nil {
        return root
    } else {
        return findMin(root.left)
    }
}

Max() 返回二叉搜索树中的最大的元素

func (tree *BinarySearchTree) Max() *Node {
    if tree.root != nil {
        return findMax(tree.root)
    }
    return nil
}

func findMax(root *Node) *Node {
    if root.right == nil {
        return root
    } else {
        return findMax(root.right)
    }
}

Remove(val) 删除二叉搜索树中的一个元素

func (tree *BinarySearchTree) Remove(val int) bool {
    nodeToRemoved := tree.Search(val)
    if nodeToRemoved == nil {
        return false
    }

    parent := tree.Parent(val)
    if tree.root.left == nil && tree.root.right == nil {
        tree.root = nil
        return true
    } else if nodeToRemoved.left == nil && nodeToRemoved.right == nil {
        if nodeToRemoved.val < parent.val {
            parent.left = nil
        } else {
            parent.right = nil
        }
    } else if nodeToRemoved.left == nil && nodeToRemoved.right != nil {
        if nodeToRemoved.val < parent.val {
            parent.left = nodeToRemoved.right
        } else {
            parent.right = nodeToRemoved.right
        }
    } else if nodeToRemoved.left != nil && nodeToRemoved.right == nil {
        if nodeToRemoved.val < parent.val {
            parent.left = nodeToRemoved.left
        } else {
            parent.right = nodeToRemoved.left
        }
    } else {
        largestValue := nodeToRemoved.left
        for largestValue.right != nil {
            largestValue = largestValue.right
        }
        tree.Remove(largestValue.val)
        nodeToRemoved.val = largestValue.val
    }

    return true
}

PreOrder() 前序遍历二叉搜索树

func (tree *BinarySearchTree) PreOrder() {
    preOrder(tree.root)
}

func preOrder(root *Node) {
    if root != nil {
        fmt.Print(root.val, "->")
        preOrder(root.left)
        preOrder(root.right)
    }
}

InOrder() 中序遍历二叉搜索树

func (tree *BinarySearchTree) InOrder() {
    inOrder(tree.root)
}

func inOrder(root *Node) {
    if root != nil {
        inOrder(root.left)
        fmt.Print(root.val, "->")
        inOrder(root.right)
    }
}

PostOrder() 后续遍历二叉搜索树

func (tree *BinarySearchTree) PostOrder() {
    postOrder(tree.root)
}

func postOrder(root *Node) {
    if root != nil {
        postOrder(root.right)
        postOrder(root.left)
        fmt.Print(root.val, "->")
    }
}

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