二叉搜索树的查找、插入、删除操作

定义: 二叉排序树或者是一棵空树,或者是具有下列性质的
二叉树: (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的
根结点的值; (2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; (3)左、右子树也分别为二叉排序树; (4)没有键值相等的结点

对于查找和插入操作相对来说比较简单,删除操作则需要考虑的情况较多。

比如有以下些情况,可能有些可以合并,但是我没想到更好的方法,因此代码里有一堆if else,虽然我不喜欢写这样的代码,但也没找到更好的方法。

1. 考虑是否是空树、或者需要删除的结点不在树中。

2. 考虑整棵树只有一个结点,删除后需要修改入参,将整棵树置空。

3. 考虑删除的结点是叶子结点。

4. 待删除的结点只有左子树,或者只有右子树。

5.待删除的结点有左右子树。

下面是我的代码,简单测试过不同的用例,没什么问题,但是由于一堆if  else让我很不放心,还有问题也说不定。

//bsearchtree.h

#include <stdio.h>

typedef struct Item{
    int m_item;
    /**/
}Item;

typedef struct Node{
    int key;
    Item item;
}Node;

typedef struct Tree{
    Node node;
    struct Tree * lchild;
    struct Tree * rchild;
}Tree;

typedef struct Tree * TreePointer;

const Tree * mybsearch(const Tree * tree, int key);
int binsert(TreePointer * ptree, const Node * nd);
int bdelete(TreePointer * ptree, int key);
void threeWayJoin(Tree * small, Tree * mid, Tree * big);
void twoWayJoin(Tree * small, Tree * big);
void split(Tree * tree, int k, Tree * small, Tree * mid, Tree * big);
void show(TreePointer tree);

//bsertchtree.c

#include “bsearchtree.h”
#include <stdlib.h>

const Tree * mybsearch(const Tree * tree, int key)
{
    if(NULL == tree)
    {
        return NULL;
    }
    if(key == tree->node.key)
        return tree;
    if(key > tree->node.key)
        return mybsearch(tree->rchild, key);
    else
        return mybsearch(tree->lchild, key);
}
/*循环实现
{
    while(tree)
    {
        if(key == tree->node.key)
            return tree;
        if(key > tree->node.key)
        {
            tree = tree->rchild;
        }
        else
        {
            tree = tree->lchild;
        }
    }
    return NULL;
}
*/
int binsert(TreePointer * ptree, const Node * nd)
{
    Tree * current = *ptree;
    Tree * prev = NULL;
    Tree * pnew;
    
    while(current)
    {
        if(nd->key == current->node.key)
        {
            return 0;
        }
        prev = current;
        if(nd->key > current->node.key)
            current = current->rchild;
        else
            current = current->lchild;
    }
    
    pnew = (Tree *)malloc(sizeof(Tree));
    pnew->node = *nd;
    pnew->lchild = pnew->rchild = NULL;
    
    if(prev)
    {
        if(nd->key > prev->node.key)
            prev->rchild = pnew;
        else
            prev->lchild = pnew;
    }
    else
        *ptree = pnew;
    
    return 1;
}

int bdelete(TreePointer * ptree, int key)
{
    Tree * current = *ptree;
    Tree * prev = NULL;
    int flag = 0;//找到关键字为1, 没找到为0
    
    /*查找树中是否存在关键字项key, current 指向含key的结点, prev指向其前驱结点*/
    while(current)
    {
        if(key == current->node.key)
        {
            flag = 1;
            break;
        }
        prev = current;
        if(key > current->node.key)
            current = current->rchild;
        else
            current = current->lchild;
    }
    //没有查找到需要删除的结点
    if(!flag)
    {
        return 0;
    }
    //整棵树只有一个结点
    if((*ptree)->lchild == NULL && (*ptree)->rchild == NULL)
    {
        free(*ptree);
        *ptree = NULL;
        return 1;
    }
    //待删除的结点是叶子结点
    if(current->lchild == NULL && current->rchild == NULL)
    {
        if(prev->lchild == current)
            prev->lchild = NULL;
        else
            prev->rchild = NULL;
    }
    //待删除的结点只有一个右子结点
    else if(current->lchild == NULL)
    {
        if(prev->lchild == current)//前驱结点的左指针指向当前结点
            prev->lchild = current->rchild;
        else //前驱结点的右指针指向当前结点
            prev->rchild = current->rchild;
    }
    //待删除的结点只有一个左子结点
    else if(current->rchild == NULL)
    {
        if(prev->lchild == current)
            prev->lchild = current->lchild;
        else
            prev->rchild = current->lchild;
    }
    //待删除的结点有2个子结点
    else
    {
        //寻找左子树中key最大的结点, save保存其前驱结点
        Tree * save = current;
        Tree * temp = current->lchild;
        
        while(temp->rchild)
        {
            save = temp;
            temp = temp->rchild;
        }
        if(save == current)
            save->lchild = temp->lchild;
        else
            save->rchild = temp->lchild;
        current->node = temp->node;
        current = temp;
    }
    free(current);
    return 1;
}

void threeWayJoin(Tree * small, Tree * mid, Tree * big);
void twoWayJoin(Tree * small, Tree * big);
void split(Tree * tree, int k, Tree * small, Tree * mid, Tree * big);
void show(TreePointer tree)
{
    if(tree)
    {
        printf(“key = %d, data = %d\n”, tree->node.key, tree->node.item.m_item);
        show(tree->lchild);
        show(tree->rchild);
    }
}

//test.c  ,测试的数据可以自己修改

#include “bsearchtree.h”
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    int i;
    Node node;
    TreePointer tree;
    
    srand(time(NULL));
    tree = NULL;
    
    /*
    for(i =0; i < 10; i++)
    {
        node.key = rand() % 10;
        node.item.m_item = i;
        binsert(&tree, &node);
        printf(“insert: key = %d, data = %d\n”, node.key, node.item.m_item);
    }
    */
    node.key = 1;
    node.item.m_item = 0;
    binsert(&tree, &node);
    
    node.key = 8;
    binsert(&tree, &node);
    
    node.key = 3;
    binsert(&tree, &node);
    
    node.key = 2;
    binsert(&tree, &node);
    
    
    node.key = 9;
    binsert(&tree, &node);
    
    printf(“after insert: \n”);
    show(tree);
    printf(“after delete: \n”);
    bdelete(&tree, 8);
    show(tree);
    
    return 0;
}

    原文作者:二叉查找树
    原文地址: https://blog.csdn.net/haoyuedangkong_fei/article/details/51540800
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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